php系列框架的加速器Opcache

一、个人实践发现opcache

最近为了应对双十一期间高流量的冲击，小编通过压力测试去查找服务器性能瓶颈，发现100并发时，QPS
并不是很高，但CPU和内存消耗特别高，尤其是CPU消耗都100%了，而我们的容器和服务器配置都差不多升级到顶级了，这不是如此好的服务器该发挥的效果，于是小编进行了一次全面排查：

1. 查看接口中数据库查询部分，该部分做了缓存，且redis的消耗并不是很高，排除数据库和缓存的影响性能因素；
2. 查看有没有其他外部调用影响性能，发现这部分获取数据仅仅是通过数据库和缓存，因此排除；
3. 查看接口程序代码中有没有复杂的逻辑计算，发现该部分处理的数据处理完了就直接缓存起来了，一段时间内数据来源都是redis缓存，因此排除
4. 既然已上可能造成接口瓶颈的因此都排除了，那么最有可能的是现在使用的laravel5.0框架造成接口性能如此低下，然后通过框架文档、源码及网上资料等发现laravel框架在运行时会加载大量框架文件，然后对这些文件进行编译造成服务器CPU消耗特别高。通过这个方向，小编发现了PHP一个不错的缓存PHP编译文件的扩展opcache。

二、opcache的原理

1. Opcache是什么？

   Opcache是一种通过将解析的PHP脚本预编译的字节码（Operate Code）存放在共享内存中来避免每次加载和解析PHP脚本的开销，解析器可以直接从共享内存读取已经缓存的字节码（Operate Code），从而大大提高PHP的执行效率。

2. 什么是Operate Code？

   当解释器完成对脚本代码的分析后，便将它们生成可以直接运行的中间代码，也称为操作码（Operate Code，opcode）。Opcode cache的目地是避免重复编译，减少CPU和内存开销。如果动态内容的性能瓶颈不在于CPU和内存，而在于I/O操作，比如数据库查询带来的磁盘I/O开销，那么opcode cache的性能提升是非常有限的。但是既然opcode cache能带来CPU和内存开销的降低，这总归是好事。现代操作码缓存器（Optimizer+，APC2.0+，其他）使用共享内存进行存储，并且可以直接从中执行文件，而不用在执行前“反序列化”代码。这将带来显着的性能加速，通常特别是高流量和高并发量时降低了整体服务器的内存消耗，而且很少有缺点。

3. 为什么要使用Opcode缓存？

   这得从PHP代码的生命周期说起，请求PHP脚本时，会经过五个步骤，如下图所示：

Zend引擎必须从文件系统读取文件、扫描其词典和表达式、解析文件、创建要执行的计算机代码（称为Opcode）,最后执行Opcode。每一次请求PHP脚本都会执行一遍以上步骤，如果PHP源代码没有变化，那么Opcode也不会变化，显然没有必要每次都重行生成Opcode，结合在Web中无所不在的缓存机制，我们可以把Opcode缓存下来,以后直接访问缓存的Opcode岂不是更快，启用Opcode缓存之后的流程图如下所示：

因此使用了Operate Code缓存之后，PHP代码会直接获取opcode后直接执行，中间的三个步骤会省略掉因此会大幅提高PHP代码执行效率

三、Opcache的安装和使用

1. 安装

   当你的PHP版本低于7.0时，你可以去http://pecl.php.net/package/ZendOpcache 根据自己的PHP版
   本下载相应的opcache版本。比如PHP5.5：http://pecl.php.net/get/zendopcache-7.0.5.tgz
   tar -zxvf zendopcache-7.0.5.tgz
   cd zendopcache-7.0.5
   phpize
   ./configure --with-php-config=/usr/local/php/bin/php-config
   make
   make install
   这是会在php的扩展文件夹内生成opcache.so
   PHP7.0之后自带opcache.so无需安装

2. 使用

    在php.ini加入zend_extension=opcache.so;
    注意：这里是zend_extension不是extension，关于zend_extension和extension的区别可以去查阅
    相关资料

3. 配置

   关于opcache的详细参数配置小编没怎么研究，针对比较核心的参数如下：
   opcache扩展位置
   zend_extension=opcache.so
   启用opcache
   opcache.enable=1
   使用共享内存大小
   opcache.memory_consumption=200
   字符串缓存大小
   opcache.interned_strings_buffer=8
   最大缓存文件数量
   opcache.max_accelerated_files=8000
   出现异常，立即释放全部内存
   opcache.fast_shutdown=1
   最大允许占用内存百分比，超过此限制会重启进程
   opcache.max_wasted_percentage=20
   如果置为1，则将当前路径加入到文件key中，以避免可能产生的同文件名的文件key冲突
   opcache.use_cwd=1
   文件检测周期
   revalidate_freq=3600
   启用文件缓存时间戳
   opcache.validate_timestamps=1