【专访 PHP 之父】PHP7 性能翻倍关键大揭露

oschina
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发布于 2015年10月26日
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20岁老牌网页程序语言PHP,最快将在10月底释出PHP 7新版,这是十年来的首次大改版,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HHVM虚拟机下的PHP程序性能更快。

HHVM是脸书为自家网站特性而量身客制的PHP优化机制,不见得适用任何网站。但Rasmus Lerdorf表示,新版目标之一就是要让任何网站开发者,就连使用开发框架Drupal、开源电子商务系统Opencart时,都能有不输使用HHVM技术的性能。在新版发表前夕,他也趁来台参加PHPConf Taiwan年会时,分享PHP 7性能大突破的关键。

一个20年来历经了多次改版和无数次优化的成熟语言,还能有性能提高一倍的突破绝非易事,Rasmus Lerdorf坦言,不像一般新项目多半容易找出许多改进空间,新版PHP并非修改部分程序就达到了如此的成果。反而是,透过大量细节优化和性能累加后,PHP 7才具备了不输HHVM的执行性能。

Rasmus Lerdorf与PHP核心贡献团队花了许多心力减少程序运作时搬动的内存位数,由此加速执行的性能。例如,PHP中储存变量的数据架构zval从24位缩减至16位、Hashtable从72位减少至56位,并检视PHP中的函式,思考有无任何改进性能的空间。

除了从减少内存的使用着手外,Rasmus Lerdorf更检视CPU的Cache line的运作原理,了解程序代码如何与CPU互动、编译程序如何在新CPU架构下编译程序代码等细节,确保PHP 7的程序代码符合现代CPU的架构。虽然每个项目的优化对性能贡献都低于0.5%,但由于优化的项目很多,或是某项改善的功能会被应用程序反复呼叫,整体修正的综效结果就能有如此大的进展。

受HHVM刺激,决定打造兼具性能与功能的PHP。Facebook为了优化PHP运作,搭配JIT编译而打造出虚拟机HHVM。而HHVM虽然拥有快速的执行性能,其为特定用途优化的设计,只能满足小部分的开发者。反之,Rasmus Lerdorf除了想提升PHP的性能表现外,也想要同时满足高端使用者以及业余使用者的需求,让PHP 7成为兼备性能表现及通用功能的程序语言。

然而,开发符合市场上少部分人使用的程序语言并不是难事,但是PHP项目瞄准许多对象,必须同时符合业余使用者及专业开发者需求的原则下,开发难以面面俱到,因为总是会有部分族群的需求无法被满足,「这就像拿水管大范围的喷洒,而每个人衣服都会被水沾湿一点,但是不会有人的衣服完全湿透。」Rasmus Lerdorf比喻。

不使用外挂框架的PHP的运算性能表现都很优异,但是受到外加框架的影响,原本可以在数秒内处理上千个网页要求的PHP,性能大幅下降,变为只能处理数十个要求。Rasmus Lerdorf表示,在HHVM出现之前,相较于对PHP性能表现的要求,使用者比较在意PHP能否降低网页开发的难度,而这些框架能让开发者的工作变得比较简单。但是在Facebook推出HHVM后,引出许多重视PHP性能表现的使用者,让Rasmus Lerdorf意识到许多使用者有性能表现的需求。他开始思考如何将HHVM的JIT架构与PHP融合。

但Rasmus Lerdorf表示,PHP与HHVM两者在架构设计上相当不同,例如,HHVM的多线程架构并不是很稳固。此外,HHVM的可移植性并不佳,离可以在Windows平台上运作还有很大一段路,而PHP有很多开发者在Windows环境开发,而HHVM无法照顾到那些使用者。

Rasmus Lerdorf表示,他不能放弃PHP的主要架构,虽然他们曾经考虑过融合两者,但是,HHVM在使用上有很多的限制。虽然HHVM对Facebook及许多开发者是非常好的工具,但对于PHP项目来说,HHVM的使用范畴还不够宽广,只能符合Facebook或是Wikipedia等特定项目的需求。

非强型别语言的PHP,导入JIT是难上加难。然而,在PHP中加入JIT编译是件非常困难的事情。Rasmus Lerdorf表示,JIT必须学会辨认程序的运作模(Patterns),例如了解哪些部份为重要的程序代码,并且在程序运作前,预测程序被呼叫的时机,或是哪些部分的程序会呼叫。
Rasmus Lerdorf比喻,在许多汽车中,JIT必须能预测哪部分的车子会右转、哪部分的车子会左转或是某些颜色汽车会直行,「而JIT必须要全部预测正确,否则性能会大大的降低。」但是,如果预测正确,程序执行性能则会大大提升。

在一般的程序语言的编译中加入JIT已属不易,Rasmus Lerdorf表示,由于PHP的动态属性(dynamic)让加入JIT是难上加难。他举例,开发者宣告参数$a值为1,但不代表程序所有的$ a的值都为1,由于PHP中参数值可以很轻易地重新定义。在C语言中,当开发者宣告参数a为整数,则a永远为整数。如果程序中有任何地方宣告a是整数以外的类型,连编译都无法执行。而因为C语言此种强型别的程序语言,「JIT可以预测变量a为整数,但是在PHP中,我们没有这种奢侈。」他解释,HHVM的做法为当JIT得知a是整数型别后,则假设a永远为整数。

而HHVM为了在使用JIT编译,某种程度上受限了PHP的发展。HHVM的用户必须清楚宣告变量的性质,但是使用PHP的开发者,可以先宣告没有性质的类别(Class),后续再指定类别的变量属性。「在没有任何限制下,将JIT加入PHP是我们要做的事。」他表示,PHP必须顾及Wordpress、Drupal等框架的开发者,不能任意停止对此些框架的支持。故与HHVM相比,PHP在打造JIT的条件限制更多。

但是,「这不代表我们不能做JIT。此外,我们也要控制PHP的发展走向。」Rasmus Lerdorf表示。

目前,PHP核心贡献者之一的Dmitry Stogov开发一个原型JIT,并且使用某些实验性的应用程序去测试运作。Rasmus Lerdorf表示,如果将此JIT用于执行某些重复性的运算或是循环程序,得以让PHP 7性能又再快上10倍。

不过他也坦承,当此实验性的JIT用于Wordpress时,并未得到任何加速效果,「我们想要打造的JIT不是要在大学课本上学到的东西,而是能在真实世界中运作的JIT。」他表示。因为PHP一直都抱持如此的理想,试图解决人们生活中的问题,并且能真实世界中在线环境中运作,而不只是存在课本中的理论。

Rasmus Lerdorf表示,在PHP刚问世时,他每天至少花16个小时开发PHP。但目前他已经逐渐减少投入开发,转而投注心力在世界各地宣传及演讲。他打趣地表示:「与其自己开发,不如激励远比我聪明,又愿意一天花十八小时写程序的人去开发PHP。」他表示,他的最终目标是PHP中没有任何一行由他所撰写的程序代码,「任何在成长中的项目都不应该由一个开发者主导,老旧的程序代码应该被新的程序代码替换。」而他认为,其他开发者应该以此为目标。

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精彩评论

simonzhd
simonzhd
改天研究研究php7,现在好像很多程序都不支持php7吧,不是说向下兼容吗
xkuoo
xkuoo

引用来自“moli”的评论

ruby才是世界上最好的语言

引用来自“肖滔”的评论

小日本的,你用着好意思 20

引用来自“moli”的评论

有啥不好意思的,哈哈哈,你还看日本动作片呢!

引用来自“肖滔”的评论

泡敌人的马子,和抱敌人的大腿,怎能相提并论
好是你真把苍井空娶回家了

最新评论(101

天佑我儿

引用来自“simonzhd”的评论

改天研究研究php7,现在好像很多程序都不支持php7吧,不是说向下兼容吗
修改部分代码就可以迁移到php7了
天佑我儿
最近刚把magento从5.4迁移到7.0~ 在没有用任何加速和缓存的技术情况下,并发和打开速度有50%左右的提升.打开缓存和加速后,php7仍然领先30%左右。在服务器内存的使用上,相差不多,但是仍然是php7占优势~
天佑我儿

引用来自“moli”的评论

ruby才是世界上最好的语言
ruby的发音是撸B吗~很适合你啊
simonzhd
simonzhd
改天研究研究php7,现在好像很多程序都不支持php7吧,不是说向下兼容吗
xkuoo
xkuoo

引用来自“moli”的评论

ruby才是世界上最好的语言

引用来自“肖滔”的评论

小日本的,你用着好意思 20

引用来自“moli”的评论

有啥不好意思的,哈哈哈,你还看日本动作片呢!

引用来自“肖滔”的评论

泡敌人的马子,和抱敌人的大腿,怎能相提并论
好是你真把苍井空娶回家了
晨光天使
晨光天使

引用来自“红星xx”的评论

前排占楼 ,php7 提升确实不错 ,特别是 统一 异常接口
非常支持楼主的回答
肖滔
肖滔

引用来自“moli”的评论

ruby才是世界上最好的语言

引用来自“肖滔”的评论

小日本的,你用着好意思 20

引用来自“moli”的评论

有啥不好意思的,哈哈哈,你还看日本动作片呢!
泡敌人的马子,和抱敌人的大腿,怎能相提并论
moli
moli

引用来自“moli”的评论

ruby才是世界上最好的语言

引用来自“肖滔”的评论

小日本的,你用着好意思 20
有啥不好意思的,哈哈哈,你还看日本动作片呢!
Fang2hou
Fang2hou

引用来自“这个世界不真实”的评论

我就说一句:
public static void main(String [] args){

}

引用来自“进击de程序员”的评论

System.out.print("PHP是世界上最好的语言!"); 嘿嘿
我们中出了一个叛徒
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