深度探討PHP之性能

緣起PHPPHP是一種機(jī)敏的腳本語言，庫類豐富，使用簡潔，安全，格外適合WEB開發(fā)，但性能低下。PHP的性能是否真的就如同大家的感覺一樣的差呢?本文就是圍繞這么一個話題來進(jìn)展探討的。從源碼、應(yīng)用場景、基準(zhǔn)性能、比照分析PHP之性能問題，并通過真實(shí)的數(shù)據(jù)來說話。PHP性能從原理分析PHP的性能，主要從以下幾個方面：內(nèi)存治理、變量、函數(shù)、運(yùn)行機(jī)制來進(jìn)展分析。內(nèi)存治理類似Nginx的內(nèi)存治理方式，PHP在內(nèi)部也是基于內(nèi)存池，并且引入內(nèi)存池的生命周期概念。在內(nèi)存池方面，PHPPHP腳本和擴(kuò)展的全部內(nèi)存相關(guān)操作都進(jìn)展了托管。對大內(nèi)存和小內(nèi)存的治理承受了不同的實(shí)現(xiàn)方式和優(yōu)化，具體可以參考以下文檔：s:///internals/zend_mm。在內(nèi)存安排和回收的生命周期內(nèi)，PHP承受一次初始化申請+動態(tài)擴(kuò)容+內(nèi)存標(biāo)識回收機(jī)制，并且在每次懇求完畢后直接對內(nèi)存池進(jìn)展重mask。變量總所周知，PHP是一種弱變量類型的語言，所以在PHP內(nèi)部，全部的PHP變量都對應(yīng)Zval，其中具體定義如下：PHP變量在變量方面，PHP做了大量的優(yōu)化工作，比方說Referencecounting和copyonwriter機(jī)(HYPERLINK“://blog.xiuwz/2022/11/09“://blog.xiuwz/2022/11/09/php-using-internal-zval/)。在數(shù)組方面，PHP內(nèi)部承受高效hashtable來實(shí)現(xiàn)。函數(shù)PHPPHP函數(shù)都回轉(zhuǎn)化成內(nèi)部的一個函數(shù)指針。比方說擴(kuò)展中函數(shù)ZEND_FUNCTION(my_function);//類似functionmy_function{}在內(nèi)部開放后就會是一個函數(shù)voidzif_my_function(INTERNAL_FUNCTION_PARAMETERS);voidzif_my_function(intht,zval*return_value,zval*this_ptr,intreturn_value_used,zend_executor_globals*executor_globals);從這個角度來看，PHP函數(shù)在內(nèi)部也是對應(yīng)一個函數(shù)指針。運(yùn)行機(jī)制PHP性能的時候，很多人都會說“C/C++是編譯型，JAVA是半編譯型，PHP是解釋型”。也就是說PHP是先動態(tài)解析再代碼運(yùn)行的，所以從這個角度來看，PHP性能必定很差。確實(shí)，從PHP腳本運(yùn)行來輸出，確實(shí)是一個動態(tài)解析再代碼運(yùn)行的過程。具體來說，PHP腳本的運(yùn)行機(jī)制如以下圖所示：圖二PHP運(yùn)行機(jī)制PHP的運(yùn)行階段也分成三個階段：Parse。語法分析階段。Compileopcode中間碼。Execute。運(yùn)行，動態(tài)運(yùn)行進(jìn)展輸出。PHPopcodecacheapc、eacc、xcacheopcodecache在生產(chǎn)環(huán)境根本上在標(biāo)配?；诘陌刖幾g機(jī)制格外類似。PHPJAVA然后運(yùn)行在不同虛擬機(jī)上。動態(tài)運(yùn)行從上面的幾個分析來看，PHP在內(nèi)存治理、變量、函數(shù)、運(yùn)行機(jī)制等幾個方面都做了大量的工作，所以從原理來看，PHP不應(yīng)當(dāng)存在性能問題，性能至少也應(yīng)當(dāng)和Java比較接近。PHPPHP是動態(tài)運(yùn)行時，所以全部的變量、函數(shù)、對象調(diào)用、作用域?qū)崿F(xiàn)等等都是在執(zhí)行階段中才確定的。這個從根本上打算了PHP性能中很難轉(zhuǎn)變的一些東西：在C/C++等能夠在靜態(tài)編譯階段確定PHPPHP中間碼不能直接運(yùn)行ZendEngine上。PHPHashtableHashtablePHPPHPhashtable的。PHPPHP的動態(tài)運(yùn)行特點(diǎn)，比方說代碼：$var=“hello,blog.xiuwz”;?>該代碼的執(zhí)行結(jié)果就是在變量符號棧(是一個hashtable)中增一個項(xiàng)當(dāng)要使用到該變量時候，就去變量符合棧中去查找(也就是變量調(diào)用對出了一個hash查找的過程)。同樣對于函數(shù)調(diào)用也根本上類似有一個函數(shù)符號棧(hashtable)。PHP的運(yùn)行機(jī)制中也能看出一些。PHP代碼通過解釋、編譯后的流程以下圖：圖3PHP運(yùn)行實(shí)例PHP代碼在compile之后，產(chǎn)出的了類符號表、函數(shù)符號表、和OPCODE。在真正執(zhí)行的時候，zendEngineopcode去對應(yīng)的符號表中進(jìn)展查找，處理。從某種程度上，在這種問題的上，很難找到解決方案。由于這是由于PHP語言的動態(tài)特性所打算的。但是在國內(nèi)外也有不少的人在查找解決方案。由于通過這樣，能夠從根本上完全的優(yōu)化PHP。典型的列子有facebook 的hiphop(s://github/facebook/hiphop-php)。結(jié)論P(yáng)HP本身并不會PHPPHP和其他的編譯型語言相比，全部的變量查找、函數(shù)運(yùn)行等等都會多一些hash查找的CPU開銷和額外的內(nèi)存開銷，至于這種開銷具體有多大，可以通過后續(xù)的基準(zhǔn)性能和比照分析得出。因此，也可以大體看出PHP不太適合的一些場景：大量計算性任務(wù)、大數(shù)據(jù)量的運(yùn)算、內(nèi)存要求很嚴(yán)格的應(yīng)用場景。假設(shè)要實(shí)現(xiàn)這些功能，也建議通過擴(kuò)展的方式實(shí)現(xiàn)，然后再供給PHP調(diào)用。這樣可以減低內(nèi)部計算的變量、函數(shù)等系列開銷?；鶞?zhǔn)性能對于PHP基準(zhǔn)性能，目前缺少標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。大多數(shù)同學(xué)都存在感性的生疏，有人認(rèn)為800QPSPHP數(shù)字。本章節(jié)的目的是給出一個基準(zhǔn)的參考性能指標(biāo)，通過數(shù)據(jù)給大家一個直觀的了解。具體的基準(zhǔn)性能有以下幾個方面：PHP性能。完成根本的功能。裸框架的性能。只做最簡潔的路由分發(fā)，只走通核心功能。標(biāo)準(zhǔn)模塊的基準(zhǔn)性能。所謂標(biāo)準(zhǔn)模塊的基準(zhǔn)性能，是指一個具有完整效勞模塊功能的基準(zhǔn)性能。環(huán)境說明測試環(huán)境：Uname-aLinuxdb-forum-test17.db01.baidu2.6.9_5-7-0-0#1SMPWedAug1217:35:51CST2022x86_64x86_64x86_64GNU/LinuxRedHatEnterpriseLinuxASrelease4(NahantUpdate3)8Intel(R)Xeon(R)CPUE5520@2.27GHz軟件相關(guān)：Nginx：nginxversion:nginx/0.8.54builtbygcc3.4.520221201(RedHat3.4.5-2)Php5：(php-fpm)PHP5.2.8(cli)(built:Mar6202217:16:18)Copyright(c)1997-2022ThePHPGroupZendEnginev2.2.0,Copyright(c)2022-2022ZendTechnologieswitheAcceleratorv,Copyright(c)2022-2022eAccelerator,byeAcceleratorbingo2：PHP框架。其他說明：目標(biāo)機(jī)器的部署方式：腳本。測試壓力機(jī)器和目標(biāo)機(jī)器獨(dú)立部署。PHP性能PHP腳本。require_once?./actions/indexAction.php?;$objAction=newindexAction;$objAction->init;$objAction->execute;?>Acitons/indexAction.php里面的代碼如下classindexAction{publicfunctionexecute{echo?hello,world!?;}}?>通過壓力工具測試結(jié)果如下：PHP框架性能為了和3.2的比照，基于bingo2框架實(shí)現(xiàn)了類似的功能。代碼如下require_once?Bingo/Controller/Front.php?;$objFrontController=Bingo_Controller_Front::getInstance(array(?actionDir?=>?./actions?,));$objFrontController->dispatch;壓力測試結(jié)果如下：PHP模塊的基準(zhǔn)性能PHPPHP模塊所必需要具體的根本功能：路由分發(fā)。自動加載。LOG初始化&NoticeUI懇求都一條標(biāo)準(zhǔn)的日志。錯誤處理。時間校正。自動計算每個階段耗時開銷。編碼識別&編碼轉(zhuǎn)化。標(biāo)準(zhǔn)配置文件的解析和調(diào)用bingo2PHP模塊：test。測試結(jié)果如下：結(jié)論從測試數(shù)據(jù)的結(jié)論來看，PHP本身的性能還是可以的?；鶞?zhǔn)性能完全能夠到達(dá)幾千甚WQPSPHP模塊中表現(xiàn)不佳，其實(shí)這個時候更應(yīng)當(dāng)去找OK，PHP不行，那我們換C來搞吧。(下一個章節(jié)，會通C來處理不見得有特別的優(yōu)勢)通過基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，可以得出以下幾個具