PHP-FPM et FastCGI

Introduction#

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PHP-FPM (FastCGI Process Manager) est la méthode standard pour faire fonctionner PHP avec un serveur web comme Nginx. Il gère un pool de processus PHP persistants, prêts à traiter les requêtes sans avoir à démarrer un interpréteur à chaque fois.

Couplé au cache FastCGI de Nginx, il permet de servir des réponses PHP complètes mises en cache sans toucher PHP du tout.

FastCGI#

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FastCGI est un protocole de communication entre un serveur web et un processus applicatif. Contrairement au CGI classique qui démarrait un nouveau processus à chaque requête, FastCGI maintient des processus persistants que le serveur web sollicite via une socket.

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Client → Nginx → socket → PHP-FPM (worker PHP persistant) → Réponse

L'avantage est double : les processus PHP restent en mémoire (pas de démarrage à chaque requête), et le serveur web peut gérer plusieurs requêtes simultanées en parallèle sur plusieurs workers.

PHP-FPM#

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PHP-FPM est l'implémentation de référence de FastCGI pour PHP. Il organise les processus PHP en pools, chacun avec ses propres paramètres.

Configuration d'un pool

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Les pools sont définis dans des fichiers .conf dans le répertoire pool.d (par exemple /etc/php/8.x/fpm/pool.d/www.conf).

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[www]
user = www-data
group = www-data

listen = /run/php/php8.x-fpm.sock

pm = dynamic
pm.max_children = 50
pm.start_servers = 5
pm.min_spare_servers = 5
pm.max_spare_servers = 35
pm.max_requests = 500

Modes de gestion des processus

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Mode	Description
static	Nombre fixe de workers, toujours actifs
dynamic	Nombre variable entre un minimum et un maximum
ondemand	Les workers démarrent à la demande et s'arrêtent après inactivité

Le mode dynamic est le plus répandu en production. Il absorbe les pics de trafic en créant des workers supplémentaires, tout en libérant de la mémoire en période creuse.

pm.max_requests

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pm.max_requests définit le nombre de requêtes qu'un worker PHP peut traiter avant d'être redémarré. Cela évite l'accumulation de fuites mémoire sur les processus de longue durée.

Une valeur de 500 à 2000 est courante selon la taille des applications.

Cache FastCGI avec Nginx#

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Nginx peut mettre en cache les réponses générées par PHP-FPM. Lorsqu'une réponse est en cache, Nginx la sert directement sans transmettre la requête à PHP-FPM.

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Client → Nginx → Cache FastCGI (hit) → Réponse immédiate
Client → Nginx → Cache FastCGI (miss) → PHP-FPM → Nginx stocke → Réponse

C'est la couche de cache la plus efficace pour les pages HTML ou JSON fortement sollicitées : PHP n'est jamais exécuté pour les hits.

Configuration Nginx

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Dans le fichier de configuration Nginx, on déclare d'abord la zone de cache, puis on l'active sur les locations concernées :

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http {
    fastcgi_cache_path /var/cache/nginx/php
        levels=1:2
        keys_zone=php_cache:10m
        max_size=1g
        inactive=60m
        use_temp_path=off;

    server {
        location ~ \.php$ {
            fastcgi_pass unix:/run/php/php8.x-fpm.sock;
            fastcgi_cache php_cache;
            fastcgi_cache_valid 200 60m;
            fastcgi_cache_key "$scheme$request_method$host$request_uri";
            fastcgi_cache_bypass $cookie_logged_in;
            fastcgi_no_cache $cookie_logged_in;
            add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;
        }
    }
}

Les paramètres clés :

Paramètre	Description
keys_zone	Nom et taille de la zone mémoire partagée pour les clés
max_size	Taille maximale du cache sur disque
fastcgi_cache_valid	Durée de conservation d'une réponse par code HTTP
fastcgi_cache_key	Clé unique pour identifier une réponse en cache
fastcgi_cache_bypass	Condition pour ignorer le cache (lecture)
fastcgi_no_cache	Condition pour ne pas stocker la réponse

Exclure les utilisateurs connectés

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Le cache FastCGI est adapté aux contenus publics. Les pages personnalisées ou les sessions utilisateur doivent le contourner. La variable $cookie_logged_in (ou un cookie de session équivalent) est souvent utilisée pour différencier les visiteurs anonymes des utilisateurs connectés.

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fastcgi_cache_bypass $cookie_PHPSESSID;
fastcgi_no_cache $cookie_PHPSESSID;

Si le cookie de session est présent, Nginx transmet la requête directement à PHP-FPM sans passer par le cache et sans stocker la réponse.

En-tête X-Cache-Status

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La directive add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status ajoute un header dans la réponse, utile pour déboguer :

Valeur	Signification
HIT	Servi depuis le cache
MISS	Requête transmise à PHP-FPM, réponse stockée
BYPASS	Cache contourné selon la condition fastcgi_cache_bypass
EXPIRED	Entrée expirée, requête retransmise à PHP-FPM

Résumé#

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Composant	Rôle
FastCGI	Protocole de communication serveur web ↔ processus PHP
PHP-FPM	Gestionnaire de processus PHP persistants
Pool	Groupe de workers PHP avec une configuration commune
Cache FastCGI	Cache Nginx des réponses PHP complètes

PHP-FPM améliore les performances en maintenant des processus PHP en vie entre les requêtes. Le cache FastCGI va plus loin en supprimant entièrement l'exécution PHP pour les réponses mises en cache. Les deux mécanismes se complètent et sont la base de toute infrastructure PHP en production.