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PHP之性能

作者:用户 来源:互联网 时间:2017-12-01 10:52:53

php性能

PHP之性能 - 摘要: 本文讲的是PHP之性能, 1.缘起 关于PHP,很多人的直观感觉是PHP是一种灵活的脚本语言,库类丰富,使用简单,安全,非常适合WEB开发,但性能低下。PHP的性能是否真的就如同大家的感觉一样的差呢。本文就是围绕这么一个话题来进行探讨的。从源码、应用场景、基准性能


1.缘起


关于PHP,很多人的直观感觉是PHP是一种灵活的脚本语言,库类丰富,使用简单,安全,非常适合WEB开发,但性能低下。PHP的性能是否真的就
如同大家的感觉一样的差呢。本文就是围绕这么一个话题来进行探讨的。从源码、应用场景、基准性能、对比分析等几个方面深入分析PHP之性能问题,并通过真
实的数据来说话。


 


2.从原理分析PHP性能


从原理分析PHP的性能,主要从以下几个方面:内存管理、变量、函数、运行机制来进行分析。


 


2.1内存管理


类似Nginx的内存管理方式,PHP在内部也是基于内存池,并且引入内存池的生命周期概念。在内存池方面,PHP对PHP脚本和扩展的所有内存相关操作都进行了托管。对大内存和小内存的管理采用了不同的实现方式和优化,具体可以参考以下文档:https://wiki.php.net/internals/zend_mm
。在内存分配和回收的生命周期内,PHP采用一次初始化申请+动态扩容+内存标识回收机制,并且在每次请求结束后直接对内存池进行重新mask。


 


2.2变量


总所周知,PHP是一种弱变量类型的语言,所以在PHP内部,所有的PHP变量都对应成一种类型Zval,其中具体定义如下:



PHP之性能
 


图一PHP变量


在变量方面,PHP做了大量的优化工作,比如说Reference counting和copy on
writer机制。这样能够保证内存使用上的优化,并且减少内存拷贝次数(请参考http://blog.xiuwz.com/2011/11/09
/php-using-internal-zval/)。在数组方面,PHP内部采用高效的hashtable来实现。


 


2.3函数


在PHP内部,所有的PHP函数都回转化成内部的一个函数指针。比如说扩展中函数


ZEND_FUNCTION ( my_function );//类似function my_function(){}

 
在内部展开后就会是一个函数


void zif_my_function ( INTERNAL_FUNCTION_PARAMETERS );
void zif_my_function(
int ht,
zval * return_value,
zval * this_ptr,
int return_value_used,
zend_executor_globals * executor_globals
);

 从这个角度来看,PHP函数在内部也是对应一个函数指针。


 


2.4运行机制


在话说PHP性能的时候,很多人都会说“C/C++是编译型,JAVA是半编译型,PHP是解释型”。也就是说PHP是先动态解析再代码运行的,所以从这个角度来看,PHP性能必然很差。


的确,从PHP脚本运行来输出,的确是一个动态解析再代码运行的过程。具体来说,PHP脚本的运行机制如下图所示:



PHP之性能


图二 PHP运行机制


PHP的运行阶段也分成三个阶段:


Parse。语法分析阶段。
Compile。编译产出opcode中间码。
Execute。运行,动态运行进行输出。

所以说,在PHP内部,本身也是存在编译的过程。并且据此产生了大量的opcode
cache工具,比如说apc、eacc、xcache等等。这些opcode cache在生产环境基本上在标配。基于opcode
cache,能到做到“PHP脚本编译一次,多次运行”的效果。从这点上,PHP就和JAVA的半编译机制非常类似。


所以,从运行机制上来看,PHP的运行模式和JAVA是非常类似的,都是先产生中间码,然后运行在不同虚拟机上。


 


2.5动态运行


从上面的几个分析来看,PHP在内存管理、变量、函数、运行机制等几个方面都做了大量的工作,所以从原理来看,PHP
不应该存在性能问题,性能至少也应该和Java
比较接近


这个时候就不得不谈PHP动态语言的特性所带来的性能问题了,由于PHP是动态运行时,所以所有的变量、函数、对象调用、作用域实现等等都是在执行
阶段中才确定的。这个从根本上决定了PHP性能中很难改变的一些东西:在C/C++等能够在静态编译阶段确定的变量、函数,在PHP中需要在动态运行中确
定,也就决定了PHP中间码不能直接运行而需要运行在Zend Engine上。


说到PHP变量的具体实现,又不得不说一个东西了:Hashtable。Hashtable可以说在PHP灵魂之一,在PHP内部广泛用到,包含变量符号栈、函数符号栈等等都是基于hashtable的。


以PHP变量为例来说明下PHP的动态运行特点,比如说代码: 


<?php
$var = “hello, blog.xiuwz.com”;
?>

 该代码的执行结果就是在变量符号栈(是一个hashtable)中新增一个项


PHP之性能


当要使用到该变量时候,就去变量符合栈中去查找(也就是变量调用对出了一个hash查找的过程)。


同样对于函数调用也基本上类似有一个函数符号栈(hashtable)。


其实关于动态运行的变量查找特点,在PHP的运行机制中也能看出一些。PHP代码通过解释、编译后的流程下图:



PHP之性能


图3 PHP运行实例


从上图可以看出,PHP代码在compile之后,产出的了类符号表、函数符号表、和OPCODE。在真正执行的时候,zend Engine会根据op code去对应的符号表中进行查找,处理。


从某种程度上,在这种问题的上,很难找到解决方案。因为这是由于PHP语言的动态特性所决定的。但是在国内外也有不少的人在寻找解决方案。因为通过这样,能够从根本上完全的优化PHP。典型的列子有facebook的hiphop(https://github.com/facebook/hiphop-php
)。


 


2.6结论


从上面分析来看,在基础的内存管理、变量、函数、运行机制方面,PHP本身并不会存在明显的性能差异,但由于PHP的动态运行特性,决定了PHP和
其他的编译型语言相比,所有的变量查找、函数运行等等都会多一些hash查找的CPU开销和额外的内存开销,至于这种开销具体有多大,可以通过后续的基准
性能和对比分析得出。


因此,也可以大体看出PHP不太适合的一些场景:大量计算性任务、大数据量的运算、内存要求很严格的应用场景。如果要实现这些功能,也建议通过扩展的方式实现,然后再提供钩子函数给PHP调用。这样可以减低内部计算的变量、函数等系列开销。


 


 


参考文章:http://sd.csdn.net/a/20111130/308320.html


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