php系列框架的加速器Opcache

码魇

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:

clipboard.png

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:

clipboard.png

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
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