更新時間:2017-11-29 來源:黑馬程序員 瀏覽量:
2017年02月17日,PHP 7.1.2發(fā)布。PHP7是PHP編程語言的一個主要版本,并號稱是開發(fā)Web應(yīng)用程序的一次革命,可開發(fā)和交付移動企業(yè)和云應(yīng)用。此版本被認(rèn)為是PHP在2004年發(fā)布PHP5后最重要的變化。最大特色是在性能上的大突破,能比前一版PHP 5快上一倍,PHP之父Rasmus Lerdorf表示,甚至能比facebook(純PHP開發(fā)的世界級大型網(wǎng)站)的HHVM虛擬機(jī)下的PHP程序性能更快。
HHVM是FaceBook為自家網(wǎng)站特性而量身客制的PHP優(yōu)化機(jī)制,不見得適用任何網(wǎng)站。但Rasmus Lerdorf表示,PHP7的目標(biāo)之一就是要讓任何網(wǎng)站開發(fā)者,就連使用開發(fā)框架Drupal、開源電子商務(wù)系統(tǒng)Opencart時,都能有不輸使用HHVM 技術(shù)的性能。
一個20年來歷經(jīng)了多次改版和無數(shù)次優(yōu)化的成熟語言,還能有性能提高一倍的突破絕非易事,Rasmus Lerdorf坦言,不像一般新項(xiàng)目多半容易找出許多改進(jìn)空間,新版PHP并非修改部分程序就達(dá)到了如此的成果。反而是,透過大量細(xì)節(jié)優(yōu)化和性能累加 后,PHP 7才具備了不輸HHVM的執(zhí)行性能。
Rasmus Lerdorf與PHP核心貢獻(xiàn)團(tuán)隊(duì)花了許多心力減少程序運(yùn)作時搬動的內(nèi)存位數(shù),由此加速執(zhí)行的性能。例如,PHP中儲存變量的數(shù)據(jù)架構(gòu)zval從24位 縮減至16位、Hashtable從72位減少至56位,并檢視PHP中的函式,思考有無任何改進(jìn)性能的空間。
除了從減少內(nèi)存的使用著手外,Rasmus Lerdorf更檢視CPU的Cache line的運(yùn)作原理,了解程序代碼如何與CPU互動、編譯程序如何在新CPU架構(gòu)下編譯程序代碼等細(xì)節(jié),確保PHP 7的程序代碼符合現(xiàn)代CPU的架構(gòu)。雖然每個項(xiàng)目的優(yōu)化對性能貢獻(xiàn)都低于0.5%,但由于優(yōu)化的項(xiàng)目很多,或是某項(xiàng)改善的功能會被應(yīng)用程序反復(fù)呼叫,整體修正的綜效結(jié)果就能有如此大的進(jìn)展。
受HHVM刺激,Rasmus Lerdorf決定打造兼具性能與功能的PHP。Facebook為了優(yōu)化PHP運(yùn)作,搭配JIT編譯而打造出虛擬機(jī)HHVM。而HHVM雖然擁有快速 的執(zhí)行性能,其為特定用途優(yōu)化的設(shè)計,只能滿足小部分的開發(fā)者。反之,Rasmus Lerdorf除了想提升PHP的性能表現(xiàn)外,也想要同時滿足高端使用者以及業(yè)余使用者的需求,讓PHP 7成為兼?zhèn)湫阅鼙憩F(xiàn)及通用功能的程序語言。
然而,開發(fā)符合市場上少部分人使用的程序語言并不是難事,但是PHP項(xiàng)目瞄準(zhǔn)許多對象,必須同時符合業(yè)余使用者及專業(yè)開發(fā)者需求的原則下,開發(fā)難以面面俱 到,因?yàn)榭偸菚胁糠肿迦旱男枨鬅o法被滿足,「這就像拿水管大范圍的噴灑,而每個人衣服都會被水沾濕一點(diǎn),但是不會有人的衣服完全濕透?!筊asmus Lerdorf比喻。
不使用外掛框架的PHP的運(yùn)算性能表現(xiàn)都很優(yōu)異,但是受到外加框架的影響,原本可以在數(shù)秒內(nèi)處理上千個網(wǎng)頁要求的PHP,性能大幅下降,變?yōu)橹荒芴幚頂?shù)十 個要求。Rasmus Lerdorf表示,在HHVM出現(xiàn)之前,相較于對PHP性能表現(xiàn)的要求,使用者比較在意PHP能否降低網(wǎng)頁開發(fā)的難度,而這些框架能讓開發(fā)者的工作變得 比較簡單。但是在Facebook推出HHVM后,引出許多重視PHP性能表現(xiàn)的使用者,讓Rasmus Lerdorf意識到許多使用者有性能表現(xiàn)的需求。他開始思考如何將HHVM的JIT架構(gòu)與PHP融合。
但Rasmus Lerdorf表示,PHP與HHVM兩者在架構(gòu)設(shè)計上相當(dāng)不同,例如,HHVM的多線程架構(gòu)并不是很穩(wěn)固。此外,HHVM的可移植性并不佳,離可以在 Windows平臺上運(yùn)作還有很大一段路,而PHP有很多開發(fā)者在Windows環(huán)境開發(fā),而HHVM無法照顧到那些使用者。
Rasmus Lerdorf表示,他不能放棄PHP的主要架構(gòu),雖然他們曾經(jīng)考慮過融合兩者,但是,HHVM在使用上有很多的限制。雖然HHVM對Facebook及 許多開發(fā)者是非常好的工具,但對于PHP項(xiàng)目來說,HHVM的使用范疇還不夠?qū)拸V,只能符合Facebook或是Wikipedia等特定項(xiàng)目的需求。
非強(qiáng)型別語言的PHP,導(dǎo)入JIT是難上加難。然而,在PHP中加入JIT編譯是件非常困難的事情。Rasmus Lerdorf表示,JIT必須學(xué)會辨認(rèn)程序的運(yùn)作模(Patterns),例如了解哪些部份為重要的程序代碼,并且在程序運(yùn)作前,預(yù)測程序被呼叫的時 機(jī),或是哪些部分的程序會呼叫。
Rasmus Lerdorf比喻,在許多汽車中,JIT必須能預(yù)測哪部分的車子會右轉(zhuǎn)、哪部分的車子會左轉(zhuǎn)或是某些顏色汽車會直行,「而JIT必須要全部預(yù)測正確,否則性能會大大的降低?!沟?,如果預(yù)測正確,程序執(zhí)行性能則會大大提升。
在一般的程序語言的編譯中加入JIT已屬不易,Rasmus Lerdorf表示,由于PHP的動態(tài)屬性(dynamic)讓加入JIT是難上加難。他舉例,開發(fā)者宣告參數(shù)$a值為1,但不代表程序所有的$ a的值都為1,由于PHP中參數(shù)值可以很輕易地重新定義。在C語言中,當(dāng)開發(fā)者宣告參數(shù)a為整數(shù),則a永遠(yuǎn)為整數(shù)。如果程序中有任何地方宣告a是整數(shù)以外 的類型,連編譯都無法執(zhí)行。而因?yàn)镃語言此種強(qiáng)型別的程序語言,「JIT可以預(yù)測變量a為整數(shù),但是在PHP中,我們沒有這種奢侈?!顾忉?,HHVM的 做法為當(dāng)JIT得知a是整數(shù)型別后,則假設(shè)a永遠(yuǎn)為整數(shù)。
而HHVM為了在使用JIT編譯,某種程度上受限了PHP的發(fā)展。HHVM的用戶必須清楚宣告變量的性質(zhì),但是使用PHP的開發(fā)者,可以先宣告沒有性質(zhì)的 類別(Class),后續(xù)再指定類別的變量屬性?!冈跊]有任何限制下,將JIT加入PHP是我們要做的事?!顾硎?,PHP必須顧及Wordpress、 Drupal等框架的開發(fā)者,不能任意停止對此些框架的支持。故與HHVM相比,PHP在打造JIT的條件限制更多。
但是,「這不代表我們不能做JIT。此外,我們也要控制PHP的發(fā)展走向。」Rasmus Lerdorf表示。
目前,PHP核心貢獻(xiàn)者之一的Dmitry Stogov開發(fā)一個原型JIT,并且使用某些實(shí)驗(yàn)性的應(yīng)用程序去測試運(yùn)作。Rasmus Lerdorf表示,如果將此JIT用于執(zhí)行某些重復(fù)性的運(yùn)算或是循環(huán)程序,得以讓PHP 7性能又再快上10倍。
不過他也坦承,當(dāng)此實(shí)驗(yàn)性的JIT用于Wordpress時,并未得到任何加速效果,「我們想要打造的JIT不是要在大學(xué)課本上學(xué)到的東西,而是能在真實(shí) 世界中運(yùn)作的JIT。」他表示。因?yàn)镻HP一直都抱持如此的理想,試圖解決人們生活中的問題,并且能真實(shí)世界中在線環(huán)境中運(yùn)作,而不只是存在課本中的理 論。
Rasmus Lerdorf表示,在PHP剛問世時,他每天至少花16個小時開發(fā)PHP。但目前他已經(jīng)逐漸減少投入開發(fā),轉(zhuǎn)而投注心力在世界各地宣傳及演講。他打趣地 表示:「與其自己開發(fā),不如激勵遠(yuǎn)比我聰明,又愿意一天花十八小時寫程序的人去開發(fā)PHP?!顾硎?,他的最終目標(biāo)是PHP中沒有任何一行由他所撰寫的程 序代碼,「任何在成長中的項(xiàng)目都不應(yīng)該由一個開發(fā)者主導(dǎo),老舊的程序代碼應(yīng)該被新的程序代碼替換。」而他認(rèn)為,其他開發(fā)者應(yīng)該以此為目標(biāo)。
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作者:黑馬程序員PHP培訓(xùn)學(xué)院
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