摘要：怎樣才算是高性能的應(yīng)用性能和速度不是一對(duì)同義詞。紅線表示針對(duì)速度進(jìn)行了優(yōu)化的腳本，藍(lán)線是可擴(kuò)展性優(yōu)先的腳本。將任何這些功能置于循環(huán)中可能會(huì)導(dǎo)致性能問題。完整的代碼檢測評(píng)估雖然可能很耗時(shí)，但它可以為你提供有關(guān)應(yīng)用程序性能的深入信息。

程序員都喜歡最新的PHP 7，因?yàn)樗筆HP成為執(zhí)行最快的腳本語言之一（參考PHP 7 vs HHVM 比較）。但是保持最佳性能不僅需要快速執(zhí)行代碼，更需要我們知道影響性能的問題點(diǎn)，以及這些問題的解決方案。本文涵蓋了保障PHP應(yīng)用平穩(wěn)高速運(yùn)行的所有知識(shí)點(diǎn)，大量干貨來襲，強(qiáng)烈建議收藏。

PHP是由拉斯姆斯·勒多夫于1995年開始開發(fā)的。起初，它只是勒多夫?yàn)榱艘S護(hù)個(gè)人網(wǎng)頁，而用c語言開發(fā)的一些CGI工具程序集，我們從PHP這個(gè)縮寫最初的來源“Personal Home Page”（個(gè)人主頁）就可以看出這一點(diǎn)。然而，隨著勒多夫不斷地?cái)U(kuò)充它的功能，PHP逐漸成為了現(xiàn)在的“PHP：超文本預(yù)處理器”。

在過去的20年中，PHP的開發(fā)團(tuán)隊(duì)一直致力于提升PHP的性能，最引人矚目的是于1999年引入的Zend語法解釋器引擎。2000年發(fā)布的PHP 4，包含了一個(gè)內(nèi)建的編譯器和執(zhí)行器模型，使得PHP開始有能力開發(fā)動(dòng)態(tài)的Web應(yīng)用。2015年P(guān)HP發(fā)布了里程碑式的版本PHP 7.0，極大的提升了Zend引擎的性能，并降低了PHP的整體內(nèi)存使用率。截止到本文發(fā)稿為止，目前最新的PHP版本是7.1.4，有興趣的話可以看看這篇文章PHP7 新特性,改變變化。

性能和速度不是一對(duì)同義詞。實(shí)現(xiàn)最佳性能通常需要在速度、準(zhǔn)確性和可擴(kuò)展性之間進(jìn)行權(quán)衡。例如，在開發(fā)Web應(yīng)用時(shí)，如果你優(yōu)先考慮速度，你可能會(huì)編寫一個(gè)將所有內(nèi)容都載入內(nèi)存的腳本，而如果從可擴(kuò)展性出發(fā)，可能你就會(huì)編寫以塊為單位將數(shù)據(jù)載入內(nèi)存的腳本。

基于phpLens的研究，下圖展示了速度與可擴(kuò)展性之間理論上的權(quán)衡關(guān)系。

紅線表示針對(duì)速度進(jìn)行了優(yōu)化的腳本，藍(lán)線是可擴(kuò)展性優(yōu)先的腳本。當(dāng)并發(fā)連接數(shù)低時(shí)，紅線運(yùn)行速度更快； 然而，隨著并發(fā)連接數(shù)量的增加，紅線變慢。當(dāng)并發(fā)連接數(shù)上升時(shí)，藍(lán)線也減慢；然而，下降并不那么劇烈，因此，在一定閾值后，速度優(yōu)先的腳本會(huì)比可擴(kuò)展性優(yōu)先的腳本慢。然而，在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中，一些腳本可能隨著運(yùn)行環(huán)境的變化而表現(xiàn)出前后不同的性能差異。你需要仔細(xì)的觀察用戶的使用情況，以及應(yīng)用的并發(fā)請(qǐng)求數(shù)量，來適時(shí)調(diào)整合適的優(yōu)化策略。

編寫好的PHP代碼是創(chuàng)建快速穩(wěn)定Web應(yīng)用的關(guān)鍵一步。從一開始就遵循一些最佳實(shí)踐技巧將節(jié)省后期填坑的時(shí)間。

只要可以盡可能的使用PHP的內(nèi)置方法，而不是自己編寫相同功能的方法。花點(diǎn)時(shí)間去熟悉和學(xué)習(xí)PHP的內(nèi)置方法，不但可以幫助你更快的編寫代碼，而且可以使你編寫的代碼更高效的運(yùn)行。

json_encode()和json_decode() 等PHP的內(nèi)置方法，運(yùn)行速度都非常快，所有應(yīng)該優(yōu)先使用Json。如果你無法避免使用xml，那么請(qǐng)務(wù)必使用正則表達(dá)式而不是DOM操作來進(jìn)行解析。

Memcache特別適用于減少數(shù)據(jù)庫負(fù)載，而像APC或OPcache這樣的字節(jié)碼緩存引擎在腳本編譯時(shí)可節(jié)省執(zhí)行時(shí)間。

當(dāng)一個(gè)變量會(huì)被多次使用時(shí)，一開始就計(jì)算好，肯定要比每次使用時(shí)都計(jì)算一遍要更高效。

與count()、strlen()和sizeof()函數(shù)相比，isset()和empty()對(duì)于檢測一個(gè)變量是否為空等場景更加簡單和高效。

如果你不打算重復(fù)使用一個(gè)類或者方法，那么它就沒什么存在的價(jià)值。而如果你必須要定義和使用一個(gè)類，則需要合理規(guī)劃類中的方法，對(duì)于不是特別公用的方法，盡量將他們放到子類中去，因?yàn)檎{(diào)用子類中的方法，比調(diào)用父類方法速度更快。

開發(fā)時(shí)打開錯(cuò)誤報(bào)告，可以讓你避免很多潛藏的Bug，而一些調(diào)試代碼也有助于你定位Bug，但是當(dāng)代碼部署到生產(chǎn)環(huán)境后，這些錯(cuò)誤報(bào)告和調(diào)試代碼會(huì)拖慢你的程序速度，而且將一些錯(cuò)誤報(bào)告直接顯示給用戶，也具有相當(dāng)?shù)陌踩L(fēng)險(xiǎn)。因此，在生產(chǎn)環(huán)境請(qǐng)關(guān)閉它們。

當(dāng)使用完畢后，注銷變量和關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接，可以釋放珍貴的內(nèi)存資源。

查詢數(shù)據(jù)庫時(shí)，使用聚合函數(shù)，可以減少檢索數(shù)據(jù)庫的頻率，并且使程序運(yùn)行的更快。

舉個(gè)例子，str_replace()比preg_replace()要快，而strtr()函數(shù)則比str_replace()函數(shù)快四倍。

如果可能，盡量使用單引號(hào)替代雙引號(hào)。程序運(yùn)行時(shí)，會(huì)檢查雙引號(hào)中的變量，這會(huì)拖慢程序的性能。

由于“===”僅檢查閉合范圍，因此比使用“==”進(jìn)行比較速度更快。

優(yōu)化代碼當(dāng)然能夠提高PHP的性能。但是，還有一些代碼之外的因素也會(huì)成為PHP的性能瓶頸。這就是為什么程序員需要了解代碼部署的整個(gè)服務(wù)器環(huán)境，這有助于他們?cè)诰帉懘a時(shí)有一定的心理準(zhǔn)備，并能夠在性能出現(xiàn)問題時(shí)，快速識(shí)別和定位性能瓶頸。以下是你遇到性能瓶頸時(shí)需要檢查的點(diǎn)。

如果網(wǎng)絡(luò)帶寬不夠，其傳輸?shù)目倲?shù)據(jù)量將會(huì)受到嚴(yán)重影響，使其成為最明顯的性能瓶頸。

如果只是傳輸一些純靜態(tài)的HTML，則不需要消耗很多CPU資源，但是PHP畢竟創(chuàng)建的是動(dòng)態(tài)的應(yīng)用程序，根據(jù)應(yīng)用的需要，你可能至少需要一臺(tái)具備多核處理器的服務(wù)器來提升PHP代碼的運(yùn)行效率。

缺少共享內(nèi)存可能會(huì)影響進(jìn)程間通信，從而影響程序性能。

隨著時(shí)間推移，你的文件系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)大量磁盤碎片。如果內(nèi)存足夠，利用內(nèi)存作為文件緩存可以加快磁盤的訪問速度。

檢查服務(wù)器的進(jìn)程，確保里面沒有非必要的進(jìn)程。移除哪些不需要的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、病毒掃描軟件、郵件服務(wù)以及硬件驅(qū)動(dòng)。將PHP代碼運(yùn)行在多線程模式，也能提高程序的響應(yīng)時(shí)間。

如果你的應(yīng)用程序還依賴于一些外部服務(wù)，那這些外部服務(wù)的性能瓶頸也有可能拖慢你的應(yīng)用。雖然這種情況下你能做的事情不多，但你仍然可以通過你這一邊的操作來減輕外部服務(wù)性能瓶頸對(duì)你的影響，例如切換到備用服務(wù)上等。

由于默認(rèn)情況下，PHP代碼在執(zhí)行時(shí)都會(huì)重新編譯為可執(zhí)行的中間代碼OPCode，因此可以及時(shí)看到修改的代碼所帶來的變化，而不必頻繁的重啟PHP服務(wù)。不幸的是，如果每次在你的網(wǎng)站上運(yùn)行時(shí)，都重新編譯相同的代碼會(huì)嚴(yán)重影響服務(wù)器的性能，這就是為什么opcode緩存或OPCache 非常有用。

OPCache是一個(gè)將編譯好的代碼保存到內(nèi)存中的擴(kuò)展。因此，下一次代碼執(zhí)行時(shí)，PHP將檢查時(shí)間戳和文件大小，以確定源文件是否已更改。如果沒有，則直接運(yùn)行緩存的代碼。

下圖顯示了運(yùn)行無緩存的PHP應(yīng)用程序，OPcache和eAccelerator（另一個(gè)PHP緩存工具）三者的執(zhí)行時(shí)間和內(nèi)存使用情況的差異。

圖片來源: Prestashop

如上所述，性能問題并不總是由代碼引起的。大多數(shù)瓶頸都出現(xiàn)在應(yīng)用程序必須訪問資源的時(shí)候。由于PHP應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)訪問層可能占用最高90%的執(zhí)行時(shí)間，因此你應(yīng)該采取的第一步是查看代碼中訪問數(shù)據(jù)庫的所有實(shí)例。

確保打開SQL的慢日志，以幫助你識(shí)別和處理慢SQL，然后評(píng)估這些查詢的執(zhí)行效率。如果你發(fā)現(xiàn)查詢過多，或者在單次執(zhí)行過程中發(fā)現(xiàn)相同的查詢被多次進(jìn)行，你可以通過減少數(shù)據(jù)庫訪問時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，從而提高應(yīng)用程序的性能。

清理文件系統(tǒng)，并確保沒有使用文件系統(tǒng)來存儲(chǔ)Session。最重要的是，請(qǐng)注意file_exists()，filesize()或filetime()等觸發(fā)文件統(tǒng)計(jì)信息的代碼。將任何這些功能置于循環(huán)中可能會(huì)導(dǎo)致性能問題。

大部分對(duì)外部系統(tǒng)有依賴關(guān)系的應(yīng)用都會(huì)調(diào)用遠(yuǎn)程API。雖然這些遠(yuǎn)程API接口你無法直接控制，但你仍可以采取一些措施來減輕源自遠(yuǎn)程API的性能問題。例如，你可以緩存API輸出的數(shù)據(jù)，或者可以在后臺(tái)調(diào)用這些API。為API請(qǐng)求設(shè)置合理的超時(shí)時(shí)間，并且如果可能的話，隨時(shí)做好API沒有響應(yīng)的情況下的顯示輸出。

使用OPcache和監(jiān)控外部API接口應(yīng)該足以使大多數(shù)應(yīng)用程序運(yùn)行順利；但是，如果你發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)負(fù)載不斷增加，那么可能需要使用工具來對(duì)你的PHP代碼進(jìn)行檢測評(píng)估。完整的PHP代碼檢測評(píng)估雖然可能很耗時(shí)，但它可以為你提供有關(guān)應(yīng)用程序性能的深入信息。幸運(yùn)的是，有幾個(gè)開源程序可以用于分析你的PHP代碼，如Xdebug。

如果你沒有做好準(zhǔn)備，你的Web應(yīng)用可能前一分鐘還在正常運(yùn)行，但是下一分鐘，一波突然激增的流量就會(huì)導(dǎo)致你的應(yīng)用程序崩潰。 當(dāng)然，優(yōu)化和重構(gòu)總是需要時(shí)間、精力和資金，而且投入是否值得的也很難說。因此，做出明智決策的最佳方式是不斷收集數(shù)據(jù)。

PHP性能監(jiān)控軟件可以幫助你立即測量所做的任何更改的影響。當(dāng)然，知道要監(jiān)測什么同樣重要。速度和內(nèi)存使用被認(rèn)為是性能的最佳指標(biāo)，因?yàn)樗鼈冇绊懙巾撁婕虞d時(shí)間，這對(duì)Web應(yīng)用程序至關(guān)重要。

雖然數(shù)據(jù)收集很重要，但是當(dāng)你不需要監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，你應(yīng)該關(guān)閉監(jiān)控系統(tǒng)，因?yàn)榇罅咳罩就瑯右矔?huì)對(duì)性能造成影響。當(dāng)然，這樣的日志可以提供有關(guān)如何提高性能的有用信息，因此你應(yīng)該在高峰期間定期監(jiān)控。

PHP仍在不斷進(jìn)化中，在目前正在開發(fā)的PHP 8版本中，最新的功能是即時(shí)編譯或JIT，它將可以為我們創(chuàng)建更快的Web應(yīng)用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，用戶的期望也隨之增加。因此，開發(fā)人員必須始終關(guān)注未來的變化。

在構(gòu)建Web應(yīng)用程序時(shí)，請(qǐng)記住，今年的工作可能在明年不起作用。你可能需要進(jìn)行調(diào)整才能持續(xù)保持優(yōu)秀的PHP性能。在開發(fā)過程中，應(yīng)該持續(xù)重點(diǎn)關(guān)注如何構(gòu)建適用于高并發(fā)場景的Web應(yīng)用和網(wǎng)站，保證它們的高可用性。

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