http://www.csdn.net/article/2014-09-26/2821885-exploring-of-the-php-2

SAPI是Server Application Programming Interface（伺服器應用程式設計介面）的縮寫。PHP通過SAPI提供了一組介面，供應用和PHP核心之間進行資料互動。

簡單的講，就像函式的輸入和輸出一樣，我們通過Linux命令列執行一段PHP程式碼，本質是Linux的Shell通過PHP的SAPI傳入一組引數，Zend引擎執行後，返回給shell，由shell顯示出來的過程。同樣的，通過Apache呼叫PHP，通過Web伺服器給SAPI傳入資料，Zend引擎執行後，返回給Apache，由Apache顯示在頁面上。

圖1. PHP架構圖 

PHP提供很多種形式的介面，包括apache、apache2filter、apache2handler、caudium、cgi 、cgi-fcgi、cli、cli-server、continuity、embed、isapi、litespeed、milter、nsapi、phttpd pi3web、roxen、thttpd、tux和webjames。但是常用的只有5種形式，CLI/CGI（命令列）、Multiprocess（多程序）、Multithreaded（多執行緒）、FastCGI和Embedded（內嵌）。

PHP提供了一個函式檢視當前SAPI介面型別：

1. string php_sapi_name ( void )  

PHP的執行和載入

無論使用哪種SAPI，在PHP執行指令碼前後，都包含一系列事件：Module的Init(MINT)和Shutdown(MSHUTDOWN)，Request 的Init(RINT)和Shutdown(RSHUTDOWN)。 第一階段是PHP模組初始化階段（MINT），可以初始化擴充套件內部變數、分配資源和註冊資源處理器，在整個PHP例項生命週期內，該過程只執行一次。

什麼是PHP模組？通過上面的PHP架構圖，在PHP中可以使用get_loaded_extensions 函式來檢視所有編譯並載入的模組/擴充套件，相當於CLI模式下的php -m。

以PHP的Memcached擴充套件原始碼為例：

1. PHP_MINIT_FUNCTION(memcached) {       
2.     zend_class_entry ce;      
3.     memcpy(&memcached_object_handlers,zend_get_std_object_handlers(), sizeof(zend_object_handlers));      
4. memcached_object_handlers.clone_obj = NULL;     /* 執行了一些類似的初始化操作 */
5. return SUCCESS;   
6. }  

1. PHP_RINIT_FUNCTION(memcached) {       
2.     /* 執行一些關於請求的初始化 */
3.     return SUCCESS;   
4. }  

第三階段，請求處理完成後，會呼叫PHP_RSHUTDOWN_FUNCTION進行回收，這是每個擴充套件的請求關閉函式，執行最後的清理工作。Zend引擎執行清理過程、垃圾收集、對之前的請求期間用到的每個變數執行unset。請求完成可能是執行到指令碼完成，也可能是呼叫die()或exit()函式完成

第四階段，當PHP生命週期結束時候，PHP_MSHUTDOWN_FUNCTION對模組進行回收處理，這是每個擴充套件的模組關閉函式，用於關閉自己的核心子系統。

1. PHP_MSHUTDOWN_FUNCTION(memcached) { /* 執行關於模組的銷燬工作 */ UNREGISTER_INI_ENTRIES(); return SUCCESS; }  

常見的執行模式

常見的SAPI模式有五種：

• CLI和CGI模式（單程序模式）
• 多程序模式
• 多執行緒模式
• FastCGI模式
• 嵌入式

1. CLI/CGI模式

CLI和CGI都屬於單程序模式，PHP的生命週期在一次請求中完成。也就是說每次執行PHP指令碼，都會執行第二部分講的四個INT和Shutdown事件。

圖2. CGI/CLI生命週期 

2. 多程序模式（Multiprocess）

多程序模式可以將PHP內建到Web Server中，PHP可以編譯成Apache下的prefork MPM模式和APXS模組，當Apache啟動後，會fork很多子程序，每個子程序擁有自己獨立的程序地址空間。

圖3. 多程序模式生命週期 

在一個子程序中，PHP的生命週期是呼叫MINT啟動後，執行多次請求（RINT/RSHUTDOWN)，在Apache關閉或程序結束後，才會呼叫MSHUTDOWN進行回收階段。 

圖4. 多程序的生命週期 

多程序模型中，每個子程序都是獨立執行，沒有程式碼和資料共享，因此一個子程序終止退出和重新生成，不會影響其他子程序的穩定。

3. 多執行緒模式（Multithreaded)

Apache2的Worker MPM採用了多執行緒模型，在一個程序下建立多個執行緒，在同一個程序地址空間執行。

圖5. 多執行緒生命週期

4. FastCGI模式

在我們用的Nginx+PHP-FPM用的就是FastCGI模式，Fastcgi是一種特殊的CGI模式，是一種常駐程序型別的CGI，執行後可以Fork多個程序，不用花費時間動態的Fork子程序，也不需要每次請求都呼叫MINT/MSHUTDOWN。PHP通過PHP-FPM來管理和排程FastCGI的程序池。Nginx和PHP-FPM通過本地的TCP Socket和Unix Socket 進行通訊。

圖6. FastCGI模式生命週期

PHP-FPM程序管理器自身初始化，啟動多個CGI直譯器程序等待來自Nginx的請求。當客戶端請求達到PHP-FPM，管理器選擇到一個CGI程序進行處理，Nginx將CGI環境變數和標準輸入傳送到一個PHP-CIG子程序。PHP-CGI子程序處理完成後，將標準輸出和錯誤資訊返回給Nginx，當PHP-CGI子程序關閉連線時，請求處理完成。PHP-CGI子程序等待著下一個連線。

可以想象CGI的系統開銷有多大。每一個Web 請求PHP都必須重新解析php.ini、載入全部擴充套件並始化全部資料結構。使用FastCGI，所有這些都只在程序啟動時發生一次。另外，對於資料庫和Memcache的持續連線可以工作。

5. 內嵌模式（Embedded）

Embed SAPI是一種特殊的SAPI，允許在C/C++語言中呼叫PHP提供的函式。這種SAPI和CLI模式一樣，按照Module Init => Request Init => Request => Request Shutdown => Module Shutdown的模式執行。

Embed SAPI可以呼叫PHP豐富的類庫，也可以實現高階玩法，比如可以檢視PHP的OPCODE（PHP執行的中間碼，Zend引擎的指令，由PHP程式碼生成）。

SAPI的執行機制

我們以CGI為例，看一下SAPI的執行機制。

1. static sapi_module_struct cgi_sapi_module = {       
2.     "cgi-fcgi",                     /* 輸出給php_info()使用 */"CGI/FastCGI",                  /* pretty name */
3.     php_cgi_startup,                /* startup 當SAPI初始化時，首先會呼叫該函式 */
4.     php_module_shutdown_wrapper,    /* shutdown  關閉函式包裝器，它用來釋放所有的SAPI的資料結構、記憶體等，呼叫php_module_shutdown */
5.     sapi_cgi_activate,              /* activate  此函式會在每個請求開始時呼叫，它會做初始化，資源分配 */
6.     sapi_cgi_deactivate,            /* deactivate  此函式會在每個請求結束時呼叫，它用來確保所有的資料都得到釋放 */
7.     sapi_cgi_ub_write,              /* unbuffered write  不快取的寫操作(unbuffered write)，它是用來向SAPI外部輸出資料 */
8.     sapi_cgi_flush,                 /* flush  重新整理輸出，在CLI模式下通過使用C語言的庫函式fflush實現*/     NULL,                           /* get uid */
9.     sapi_cgi_getenv,                /* getenv 根據name查詢環境變數 */
10.     php_error,                      /* error handler 註冊錯誤處理函式  */
11.     NULL,                           /* header handler PHP呼叫header()時候被呼叫 */
12.     sapi_cgi_send_headers,          /* send headers handler 傳送頭部資訊*/
13.     NULL,                           /* send header handler 傳送一個單獨的頭部資訊 */
14.     sapi_cgi_read_post,             /* read POST data  當請求的方法是POST時，程式獲取POST資料，寫入$_POST陣列 */
15.     sapi_cgi_read_cookies,          /* read Cookies 獲取Cookie值  */
16.     sapi_cgi_register_variables,    /* register server variables 給$_SERVER新增環境變數 */
17.     sapi_cgi_log_message,           /* Log message 輸出錯誤資訊 */
18.     NULL,                           /* Get request time */
19.     NULL,                           /* Child terminate */
20.     STANDARD_SAPI_MODULE_PROPERTIES   
21. };   

由上面程式碼可見，PHP的SAPI像是面向物件中基類，SAPI.h和SAPI.c包含的函式是抽象基類的宣告和定義，各個伺服器用的SAPI模式，則是繼承了這個基類，並重新定義基類方法的子類。

總結

PHP的SAPI是Zend引擎提供的一組標準互動介面，通過註冊初始化、析構、輸入、輸出等介面，我們可以將應用程式執行在Zend引擎上，也可以把PHP嵌入到類似Apache的Web Server中。PHP常見的SAPI模式有五種，CGI/CLI模式、多程序模式、多執行緒模式、FastCGI模式和內嵌模式。

瞭解PHP的SAPI機制意義重大，幫助我們理解PHP的生命週期，並瞭解如何更好的通過C/C++為PHP編寫擴充套件，並在生命週期中找到提高系統性能的方式。