使用OPCache提升PHP的性能

對於 PHP 這樣的解釋型語言來說,每次的運行都會將所有的代碼進行一次加載解析,這樣一方面的好處是代碼隨時都可以進行熱更新修改,因爲我們不需要編譯。但是這也會帶來一個問題,那就是無法承載過大的訪問量。畢竟每次加載解析再釋放,都會增加 CPU 的負擔,通常一臺 8核16G 的服務器在2、3000併發左右 CPU 就能達到60%以上的使用率。而且如果你使用的是類似於 Laravel 這種大型的框架,效率將更加低下。這個時候,我們通常會通過增加服務器數量來做負載均衡,從而達到減輕服務器壓力的效果。不過,這樣做的成本又會增加許多。那麼,有沒有什麼優化的方案呢?

鳥哥在他的博客中針對 PHP7 的優化的一篇文章中,第一條建議就是開啓 OPcache 。當然,另外一個方案就是使用 Swoole 。關於 Swoole 的內容我們將來再說,今天,我們先學習學習 OPcache 。

什麼是 OPcache

OPcache 通過將 PHP 腳本預編譯的字節碼存儲到共享內存中來提升 PHP 的性能, 存儲預編譯字節碼的好處就是 省去了每次加載和解析 PHP 腳本的開銷。

這是 PHP 文檔中關於 OPcache 的簡介,也就是說,OPcache 節約了每次加載和解析的步驟,將第一次解析編譯後的腳本字節碼緩存到系統的共享內存中。其實,這就類似於一個不完全的編譯。

類似於 Java 之類的語言,都是要打包編譯之後才能上線運行的,比如打包成一個 jar包 。C++ 或 C# 可以打包成一個 .dll 或 .exe 。這些打包之後的文件就是編譯完成的文件,將它們運行起來後一般會一直保持運行狀態,也就是會成爲一個常駐進程,它們的代碼就進入內存中了。在程序運行的時候,不需要再進行解釋或編譯,自然速度就要快很多。而 OPcache 也是起到類似的作用。只不過它並不是完全的一套編譯流程,我們還是依賴的 PHP-FPM 來運行腳本,只不過在開啓 OPcache 後,PHP-FPM 會先從內存中查找是否已經有相關的已經緩存的字節碼在內存中了,如果有的話就直接取用,如果沒有的話,會再次進行解釋編譯後緩存下來。另外,OPcache 是針對文件的,也就是說,一個文件如果是新增加進來的,只有運行過它纔會緩存,如果沒有運行過,它並不在當前的共享內存中。

安裝 Opcache

OPcache 已經是 PHP 的官方擴展並隨安裝包一起發佈了,所以,我們可以在編譯安裝 PHP 時使用 --enable-opcache 來開啓擴展,它已經是默認擴展。也可以在未安裝 OPcache 的系統中使用安裝包中的文件來進行安裝。

cd php-7.4.4/ext/opcache/
phpize
./configure
make && make install

需要注意的是, OPcache 和 Xdebug 在生產環境中儘量不要一起使用。本身 Xdebug 就是不推薦在生產環境中使用的,如果一定需要同時使用的話,需要先加載 OPcache ,然後再加載 Xdebug 。

擴展安裝後,在 php.ini 文件中打開擴展。需要注意的是,OPcache 擴展是 Zend 擴展包,所以我們需要打開的是 Zend 擴展。

zend_extension=opcache.so

另外,還需要啓用它。

opcache.enable=1

當開啓了 OPcache 之後,我們再更新代碼將會發現剛剛更新的代碼不是我們最新的代碼。這是因爲代碼已經被緩存了,就像 Java 一樣,我們需要重啓服務纔行。那麼 PHP 這邊重啓的是什麼呢?當然就是重啓下我們的 PHP-FPM 就可以了,直接使用 kill -USR2 命令去重啓主進程就行了。這裏也給出一個快速重啓的命令。

ps -ef | grep "php-fpm: master" | grep -v grep | cut -c 9-15 | xargs kill -USR2

感謝知乎大佬的指正,重啓 PHP-FPM 不是最佳方案,應該使用 opcache_reset() 手動重啓,或者通過 php.ini 文件的配置 opcache.validate_timestamps + opcache.revalidate_freq 自動間隔編譯,或者通過 opcache_compile_file() 來直接重新編譯修改過的文件

ab 測試效果

我們進行測試的內容是測試環境的一臺2核4G的服務器,使用的 PHP 版本是 PHP7.4 ,正常的 Nginx 及 PHP 配置, ulimit 也都開到了最大。代碼只是簡單的輸出了一行文字,不過我們使用的是一個簡單的 mvc 框架 ,也就是說這段代碼運行起來至少也會加載幾個文件,而不是簡簡單單的一個文件。

首先我們來看未開啓 OPcache 的情況。

接下來是開啓了 OPcache 的情況。

很明顯,性能有了很大的提高。不僅速度快了很多,吞吐率也是直接上升了幾倍。當然,這只是非常簡單的一個測試,不過總體看來,確實對單機的性能提升有很大的幫助。最最主要的是,同樣的併發情況下,CPU 資源也比未開啓的狀態下低了70%。

配置參考

在 PHP 的官方文檔中,已經爲我們給出了一套默認的 OPcache 在 php.ini 中的配置。經過測試,基本沒什麼問題,當然,現在還沒有在生產環境中使用過,還需要進行更多的測試。不過文檔中指出,這套配置是可以直接運用到線上的,不過需要注意的是某些使用了註解之類功能的高級框架可能需要注意某些參數。

opcache.memory_consumption=128
opcache.interned_strings_buffer=8
opcache.max_accelerated_files=4000
opcache.revalidate_freq=60
opcache.fast_shutdown=1
opcache.enable_cli=1

具體的配置說明以及其他的一些配置選項我們可以參考官方文檔進行詳細的瞭解。

總結

既然是我們的 PHP 大神鳥哥推薦的,而且也是官方推薦的擴展,我覺得在正式生產環境中使用不會有太大問題。另外,官方也給出了一套可以直接運用於線上生產環境的配置參數,也方便我們直接在線上進行測試。目前在生產環境中,我們只使用了一臺服務器來進行測試,並且給它多分配了一些負載過來,從目前的情況來看,這一臺機器的運行效率比其他幾臺的高很多。因爲它一方面處理了更多的請求,另一方面它的 CPU 資源佔用率還沒有其他幾臺機器高。同時,OPcache 也不需要我們去了解更多的進程協程之類的知識,不像 Swoole 一樣的會帶來更高的學習成本。所以綜上所述,在測試完備的情況下,OPcache 絕對是我們最優先考慮的單機優化方案。

參考文檔:
https://www.laruence.com/2015/12/04/3086.html
https://www.php.net/manual/zh/book.opcache.php

===========

各自媒體平臺均可搜索【硬核項目經理】

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章