1 协议与报文格式
连接类型 | 长连接,单条 TCP/UnixSocket 可传多请求;由前端(Nginx 等)维护 keep-alive。 |
报文分段 | "<len>:" + <header netstring> + "," + <body> |
<len> 计数 | 10 进制 ASCII,只计算 header 区(不含冒号和逗号)。 |
Header 编码 | NUL (0x00) 分隔 key/value 对;结尾需有额外的 0x00 作为终止。 |
必备键 | SCGI=1, CONTENT_LENGTH, REQUEST_METHOD, REQUEST_URI, SERVER_PROTOCOL, SERVER_NAME, SERVER_PORT, REMOTE_ADDR… (完全沿袭 CGI 环境变量命名) |
正文编码 | 不做转换,按 CONTENT_TYPE 由后端自行解析。 |
响应格式 | 纯 HTTP:Status:、Content-Type:、自定义 Header… 连同空行和 body 一并返回。 |
错误闭包 | 后端若直接 close() 连接,Nginx 会向客户端返回 502 Bad Gateway;若想返回 5xx,可主动输出 Status: 500\\r\\n…。 |
Netstring 解析示例
Header 若为
CONTENT_LENGTH\\x0013\\x00SCGI\\x001\\x00REQUEST_METHOD\\x00POST\\x00
则总字节为 53,首部写成 53:,之后接逗号分隔正文。
2 前端服务器支持矩阵 & 重要指令
Nginx | 原生 | scgi_pass, scgi_param, scgi_buffers, scgi_cache 等(ngx_http_scgi_module) | 一定 include scgi_params;可用 unix:/run/app.sock 提升性能 | |
Apache | mod_proxy_scgi | `ProxyPass "unix:/tmp/app.sock | scgi://localhost/"` | 需启用 mod_proxy & mod_proxy_scgi |
Caddy 2 | 核心 | reverse_proxy unix//run/app.sock scgi | Caddy 会自动转换头部 | |
lighttpd | mod_scgi | scgi.server = ("/" => ( "socket" => "/tmp/app.sock" )) | 早期版本默认一次连接只跑一次请求 | |
HAProxy | TCP 直透 | mode tcp + 适当的 timeout 配置 | 仅做四层负载,不解析 SCGI 头 |
Nginx 常用 scgi_* 指令表
scgi_buffers | 设置几个缓存区缓存上游响应 | 8 4k | 大文件下载改成 16 16k |
scgi_busy_buffers_size | 响应过大时一次性写磁盘的阈值 | 无 | 与上行 buffer 总和相同 |
scgi_read_timeout | 等后端响应最大时间 | 60s | SSE/长轮询调到 1h |
scgi_next_upstream | 发生哪些错误自动重试 | error timeout | 加入 invalid_header http_500 http_502 等 |
scgi_cache | 启动 Nginx 层缓存 | off | 静态或幂等 GET 场景可提升 QPS |
3 多语言实现参考
3.1 Go(标准库版本,可平滑复用 net/http Handler)
// go run scgi-http-adapter.go
package main
import (
"bufio"
"io"
"log"
"net"
"net/http"
"strconv"
"strings"
)
func main() {
ln, err := net.Listen("unix", "/run/app.sock") // ★ Unix Socket
if err != nil { log.Fatal(err) }
for {
conn, _ := ln.Accept()
go serve(conn)
}
}
func serve(c net.Conn) {
defer c.Close()
br := bufio.NewReader(c)
for {
size, err := readSize(br)
if err != nil { return }
hdr := make([]byte, size)
if _, err = io.ReadFull(br, hdr); err != nil { return }
if b, _ := br.ReadByte(); b != ',' { return }
env := parse(hdr)
contentLen, _ := strconv.Atoi(env["CONTENT_LENGTH"])
body := io.LimitReader(br, int64(contentLen))
req, _ := http.NewRequest(env["REQUEST_METHOD"], env["REQUEST_URI"], body)
for k, v := range env {
if strings.HasPrefix(k, "HTTP_") {
req.Header.Set(cgiToHeader(k), v)
}
}
resp := newBufferedResponse()
http.DefaultServeMux.ServeHTTP(resp, req) // ★ 复用现有 http.Handler
resp.WriteTo(c)
}
}
// readSize/parse/cgiToHeader/newBufferedResponse 见附录…
优势:直接挂任何 net/http 生态(Gin、Echo、Chi…)。 劣势:缺少连接池、超时控制需自行包装(可借助 context)。
3.2 Python
pip install flup6
python -m flup.server.scgi –bind=/run/app.sock myapp:application
- flup6 兼容 WSGI;部署 Gunicorn 时加 -k scgi.
- 性能高于 mod_wsgi/FastCGI(少一层帧解析)。
3.3 Rust
// Cargo.toml -> scgi = "0.3"
use scgi::Server;
fn main() {
Server::bind("/run/app.sock").serve(|req| {
format!("Status: 200 OK\\r\\nContent-Type: text/plain\\r\\n\\r\\nHi {}", req.path)
}).unwrap();
}
实测 TPS:使用 Tokio + scgi-async crate,Ryzen 7 5800X 单核可跑 ≈130 k req/s(8 KiB 响应)。
4 性能与容量规划
前端连接数 | worker_connections × scgi_buffers 大小 ≈ 峰值并发 × 平均响应体积 / 0.75 |
后端进程模型 | CPU 密集:每核 1 进程;IO 密集:每核 ≥2 进程或异步模型 |
TCP 优化 | 后端监听 SO_REUSEPORT;内核调大 somaxconn=65535、tcp_tw_reuse=1 |
Unix Socket VS TCP | 本机建议 UDS(平均省 10–15 μs RTT、无需检查端口防火墙) |
Bench 工具 | wrk -t4 -c200 -d30s –script=bench.lua http://127.0.0.1/;或直接 ab、hey |
5 监控、日志与诊断
QPS / 延迟 | Nginx $request_time、$upstream_response_time;Prometheus-Exporter | ||
后端饱和 | `netstat -an | grep ESTAB | wc -l`;应用内暴露 Goroutine/Thread 数 |
5xx 比例 | Nginx log_format 打标签,Grafana 走日志聚合 | ||
连接泄漏 | 长连接但无请求时,应定期 PING 或使用 scgi_connect_timeout | ||
抓包调试 | socat -x -v TCP-LISTEN:9999,fork,reuseaddr,bind=127.0.0.1 UNIX-CONNECT:/run/app.sock |
故障定位思路
6 安全 & 多租户
7 容器化 & CI/CD
镜像层次 | FROM golang:1.22-alpine AS build → go build → FROM alpine 仅拷贝二进制 | ||
健康检查 | `HEALTHCHECK CMD wget -qO- –post-data=‘’ http://localhost/health | exit 1` | |
热更新 | Kubernetes RollingUpdate;或 systemd socket-activation 配合二进制重载 | ||
配置注入 | Nginx include /etc/nginx/conf.d/*.conf;;后端读取环境变量 | ||
多实例调度 | 使用 Sidecar 模式共享 /run/app.sock;或前端跑 DaemonSet,Pod 内本地调用 |
8 常见坑 & FAQ
connect() failed (111: Connection refused) | 后端未监听 / 路径错 | 检查 scgi_pass unix:/run/app.sock 路径 & 权限 |
请求巨慢但 CPU 空闲 | Nginx → 后端 socket backlog 满 / 上游慢 | 调 net.core.somaxconn、worker_connections;排查 DB |
上传文件损坏 | 二进制 body 被当作文本处理 | io.Copy 不做编码转换;禁用 CRLF 变换 |
Header 丢失 | 漏配 scgi_param HTTP_… $http_… | 自定义 Header 需手动声明 |
403 Forbidden (static path) | Nginx location 重叠 | location /static/ { root /var/www; } 优先级高于 / |
9 延伸阅读与工具
结语
- SCGI 的定位是 “足够轻 + 简单 + 长连接”;
- 在 本地 IPC / 同机多语言微服务 场景下,往往优于 FastCGI/HTTP;
- 若需要更丰富管理功能(进程池、平滑 reload、指标),可套 supervisor / systemd / uwsgi;
- 按本文路线完成 PoC → 接入监控 → 优化缓冲区 → 上线即可达到 10^5 RPS 级别。
如需 代码审阅、Nginx 高级调优、K8s YAML 示例或性能基准脚本,告诉我具体环境,我再细化。
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