此前，阅读过了很多关于PHP性能分析的文章，不过写的都是一条一条的规则，而且，这些规则并没有上下文，也没有明确的实验来体现出这些规则的优势，同时讨论的也侧重于一些语法要点。本文就改变PHP性能分析的角度，并通过实例来分析出PHP的性能方面需要注意和改进的点。

对PHP性能的分析，我们从两个层面着手，把这篇文章也分成了两个部分，一个是宏观层面，所谓宏观层面，就是PHP语言本身和环境层面，一个是应用层面，就是语法和使用规则的层面，不过不仅探讨规则，更辅助以示例的分析。

宏观层面，也就是对PHP语言本身的性能分析又分为三个方面：

PHP作为解释性语言性能有其天然的缺陷

PHP作为动态类型语言在性能上也有提升的空间

当下主流PHP版本本身语言引擎性能

一、PHP作为解释性语言的性能分析与提升

PHP作为一门脚本语言，也是解释性语言，是其天然性能受限的原因，因为同编译型语言在运行之前编译成二进制代码不同，解释性语言在每一次运行都面对原始脚本的输入、解析、编译，然后执行。如下是PHP作为解释性语言的执行过程。

如上所示，从上图可以看到，每一次运行，都需要经历三个解析、编译、运行三个过程。

那优化的点在哪里呢？可以想见，只要代码文件确定，解析到编译这一步都是确定的，因为文件已不再变化，而执行，则由于输入参数的不同而不同。在性能优化的世界里，至上绝招就是在获得同样结果的情况下，减少操作，这就是大名鼎鼎的缓存。缓存无处不在，缓存也是性能优化的杀手锏。于是乎OpCode缓存这一招就出现了，只有第一次需要解析和编译，而在后面的执行中，直接由脚本到Opcode，从而实现了性能提速。执行流程如下图所示：

相对每一次解析、编译，读到脚本之后，直接从缓存读取字节码的效率会有大幅度的提升，提升幅度到底有多大呢？

我们来做一个没有Opcode缓存的实验。20个并发，总共次请求没有经过opcode缓存的请求，，得到如下结果：

其次，我们在服务器上打开Opcode缓存。要想实现opcode缓存，只需要安装APC、ZendOPCache、eAccelerator扩展即可，即使安装了多个，也只启用其中一个。注意的是，修改了php.ini配置之后，需要重新加载php-fpm的配置。

这里分别启用APC和ZendOPCache做实验。启用APC的版本。

可以看到，速度有了较大幅度的提升，原来每个请求ms，每秒处理请求个，启用了APC之后68ms，每秒处理请求个，提升速度将近40%。

在启用了ZendOpcache的版本中，得到同APC大致相当的结果。每秒处理请求个，每请求耗时68.5ms。

从上面的这个实验可以看到，所用的测试页面，有40ms以上的时间花在了语法解析和编译这两项上。通过将这两个操作缓存，可以将这个处理过程的速度大大提升。

这里附加补充一下，OpCode到底是什么东东，OpCode编译之后的字节码，我们可以使用bytekit这样的工具，或者使用vldPHP扩展来实现对PHP的代码编译。如下是vld插件解析代码的运行结果。

可以看到每一行代码被编译成相应的OpCode的输出。

二、PHP作为动态类型语言的性能分析与改进

第二个是PHP语言是动态类型的语言，动态类型的语言本身由于涉及到在内存中的类型推断，比如在PHP中，两个整数相加，我们能得到整数值，一个整数和一个字符串相加，甚至两个字符串相加，都变成整数相加。而字符串和任何类型连接操作都成了字符串。

?php$a=10.11;$b=30;var_dump($a+$b);var_dump(10+$b);var_dump(10+20);var_dump(10+20);

运行结果如下：

float(40.11)int(40)int(30)int(30)

语言的动态类型为开发者提供了方便，语言本身则会因为动态类型而降低效率。在Swift中，有一个特性叫类型推断，我们可以看看类型推断会带来多大的一个效率上的差别呢？对于需要类型推断与不需要类型推断两段Swift代码，我们尝试编译一下看看效果如何。第一段代码如下：

这是一段Swift代码，字典只有14个键值对，这段代码的编译，9分钟了还没有编译完成（5G内存，2.4GHzCPU），编译环境为Swift1.2，Xcode6.4。

但是如果调整代码如下：

也就是加上了类型限定，避免了planeLocation的类型推断。编译过程花了2S。

可见，作为动态类型附加的类型推断操作极大地降低了程序的编译速度。当然，这个例子有点极端，用Swift来类比PHP也不一定合适，因为Swift语言本身也还在不断的进化过程中。本例子只是表明在编程语言中，如果是动态类型语言，就涉及到对动态类型的处理，从编译的角度讲是会受影响的。

那么作为动态类型的PHP的效率如何提升呢？从PHP语言本身这个层面是没有办法解决的，因为你怎么写也是动态类型的代码。解决办法就是将PHP转化为静态类型的表示，也就是做成扩展，可以看到，鸟哥的很多项目，比如Yaf框架，都是做成了扩展的，当然这也是由于鸟哥是C高手。扩展由于是C或者C++而写，所以不再是动态类型，又加之是编译好的，而C语言本身的效率也会提升很多。所以效率会大幅度提高。

下面我们来看一段代码，这段代码，只是实现了简单的素数运算，能计算指定值以内的素数个数，用的是普通的筛选法。现在看看扩展实现，跟PHP原生实现的效率差别，这个差别当然，不仅仅是动态类型和编译类型的差别，还有语言效率的差别。

首先是用纯PHP写成的算法，计算万以内的素数个数，耗时在33s上下，实验了三次，得到的结果基本相同。

其次，我们将这个求素数个数的过程，编写成了PHP扩展，在扩展中实现了getprimenumbers函数，输入一个整数，返回小于该整数的素数。得到的结果如下，这个效率的提升是非常惊人的，在1.4s上下即返回。速度提升20倍以上。

可以想见，静态和编译类型的语言，其效率得到了惊人的提升。本程序的C语言代码如下：

PHP_FUNCTION(get_prime_numbers){longvalue;if(zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS()TSRMLS_CC,l,value)==FAILURE){return;}int*numbers=(int*)malloc(sizeof(int)**);memset(numbers,0x0,*);intnum=2;numbers[0]=2;numbers[1]=3;boolflag=true;doublef=0;inti=0;intj=0;for(i=5;i=value;i+=2){flag=true;f=sqrt(i);for(j=0;jnum;j++){if(i%numbers[j]==0){flag=false;break;}if(numbers[j]f){break;}}if(flag){numbers[num]=i;num++;}}free(numbers);RETURN_LONG(num);}

三、PHP语言本身底层性能引擎提升

第三个性能优化层面是语言本身的性能提升，这个就不是我们普通开发者所能做的了。在PHP7以前，寄希望于小版本的改进，但是改进幅度不是非常的显著，比如PHP5.3、PHP5.4、PHP5.5、PHP5.5对同一段代码的性能比较，有一定程度的进步。

PHP5.3的版本在上面的例子中已讲过，需要33s左右的时间，我们现在来看别的PHP版本。分别运行如下：

PHP5.4版，相较5.3版已经有一定程度的提升。快6秒左右。

PHP5.5版在PHP5.4的基础上又进了一步，快了6S。

PHP5.6反而有些退步。

PHP7果真是效率提升惊人，是PHP5.3的3倍以上。

以上是求素数脚本在各个PHP版本之间的运行速度区别，尽管只测试了这一个程序，也不是特别的严谨，但是这是在同一台机器上，而且编译configure参数也基本一样，还是有一定可比性的。

在宏观层面，除了上面的这些之外，在实际的部署过程中，对PHP性能的优化，还体现为要减少在运行中所消耗的资源。所以FastCGI模式和mod_php的模式比传统的CGI模式也更为受欢迎。因为在传统的CGI模式中，在每一次脚本运行都需要加载所有的模块。而在程序运行完成了之后，也要释放模块资源。如下图所示：

而在FastCGI和mod_php模式中，则不需要如此。只有php-fpm或者Apache启动的时候，需要加载一次所有的模块，在具体的某次运行过程中，并不需要再次加载和释放相关的模块资源。

这样程序性能的效率得到了提升。以上就是有关PHP宏观层面的性能优化的分析，在本文的第二部分我们将探讨应用方面的PHP优化准则。敬请期待！

本文首发于OneAPM官方博客

作者：优才学院

　优才学院

优才学院（原优才网），是国内唯一一家专注于多方向全栈工程师培养的在线教育网站。由原开心网早期创始成员、资深架构师伍星于年底创立，年9月获得创新工场天使投资。目前，在Web、iOS、JS、UI培训领域有着重要的影响力，培养的Web全栈工程师更是在国内有着极高的知名度，毕业的学员大多都在其公司核心技术岗位担任要职，被业界称为“互联网核心技术岗位人才培养”的摇篮。

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