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PHP 7.4中的預加載(Opcache Preloading)

原創2019-12-03 20:48:5401317
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在PHP 7.4中,添加了對預加載的支持,這是一個可以顯著提高代碼性能的特性。

簡而言之,這是它的工作方式:

● 為了預加載文件,您需要編寫一個自定義PHP腳本

● 該腳本在服務器啟動時執行一次

● 所有預加載的文件在內存中都可用于所有請求

● 在重新啟動服務器之前,對預加載文件所做的更改不會產生任何影響

讓我們深入了解它。

#Opcache

雖然預加載是建立在opcache之上的,但它并不是完全一樣的。Opcache將獲取您的PHP源文件,將其編譯為“ opcodes”,然后將這些編譯后的文件存儲在磁盤上。

您可以將操作碼看作是代碼的底層表示,在運行時很容易解釋。因此,opcache會跳過源文件和PHP解釋器在運行時實際需要之間的轉換步驟。巨大的勝利!

但我們還有更多的收獲。Opcached文件不知道其他文件。如果類a是從類B擴展而來的,那么仍然需要在運行時將它們鏈接在一起。此外,opcache執行檢查以查看源文件是否被修改,并將基于此使其緩存失效。

因此,這就是預加載發揮作用的地方:它不僅將源文件編譯為操作碼,而且還將相關的類、特征和接口鏈接在一起。然后,它將這個“已編譯”的可運行代碼blob(即:PHP解釋器可以使用的代碼)保存在內存中。

現在,當請求到達服務器時,它可以使用已經加載到內存中的部分代碼庫,而不會產生任何開銷。

那么,我們所說的“代碼庫的一部分”是什么呢?

#實踐中的預加載

為了進行預加載,開發人員必須告知服務器要加載哪些文件。這是用一個簡單的PHP腳本完成的,確實沒有什么困難。

規則很簡單:

● 您提供一個預加載腳本,并使用opcache.preload命令將其鏈接到您的php.ini文件中。

● 您要預加載的每個PHP文件都應該傳遞到opcache_compile_file(),或者在預加載腳本中只需要一次。

假設您想要預加載一個框架,例如Laravel。您的腳本必須遍歷vendor/laravel目錄中的所有PHP文件,并將它們一個接一個地添加。

在php.ini中鏈接到此腳本的方法如下:

opcache.preload=/path/to/project/preload.php

這是一個虛擬的實現:

$files = /* An array of files you want to preload */;
foreach ($files as $file) {
    opcache_compile_file($file);
}

#警告:無法預加載未鏈接的類

等等,有一個警告!為了預加載文件,還必須預加載它們的依賴項(接口,特征和父類)。

如果類依賴項有任何問題,則會在服務器啟動時通知您:

Can't preload unlinked class 
Illuminate\Database\Query\JoinClause: 
Unknown parent 
Illuminate\Database\Query\Builder

看,opcache_compile_file()將解析一個文件,但不執行它。這意味著如果一個類有未預加載的依賴項,它本身也不能預加載。

這不是一個致命的問題,您的服務器可以正常工作。但你不會得到所有你想要的預加載文件。

幸運的是,還有一種確保鏈接文件也被加載的方法:您可以使用require_once代替opcache_compile_file,讓已注冊的autoloader(可能是composer的)負責其余的工作。

$files = /* All files in eg. vendor/laravel */;
foreach ($files as $file) {
    require_once($file);
}

還有一些需要注意的地方。例如,如果您試圖預加載Laravel,那么框架中的一些類依賴于其他尚不存在的類。例如,文件系統緩存類\ lighting \ filesystem \ cache依賴于\League\Flysystem\Cached\Storage\AbstractCache,如果您從未使用過文件系統緩存,則可能無法將其安裝到您的項目中。

嘗試預加載所有內容時,您可能會遇到“class not found”錯誤。幸運的是,在默認的Laravel安裝中,只有少數這些類,可以輕易忽略。為了方便起見,我編寫了一個小小的preloader類,以使忽略文件更容易,如下所示:

class Preloader
{
    private array $ignores = [];
    private static int $count = 0;
    private array $paths;
    private array $fileMap;
    public function __construct(string ...$paths)
    {
        $this->paths = $paths;
        // We'll use composer's classmap
        // to easily find which classes to autoload,
        // based on their filename
        $classMap = require __DIR__ . '/vendor/composer/autoload_classmap.php';
        $this->fileMap = array_flip($classMap);
    }
    
    public function paths(string ...$paths): Preloader
    {
        $this->paths = array_merge(
            $this->paths,
            $paths
        );
        return $this;
    }
    public function ignore(string ...$names): Preloader
    {
        $this->ignores = array_merge(
            $this->ignores,
            $names
        );
        return $this;
    }
    public function load(): void
    {
        // We'll loop over all registered paths
        // and load them one by one
        foreach ($this->paths as $path) {
            $this->loadPath(rtrim($path, '/'));
        }
        $count = self::$count;
        echo "[Preloader] Preloaded {$count} classes" . PHP_EOL;
    }
    private function loadPath(string $path): void
    {
        // If the current path is a directory,
        // we'll load all files in it 
        if (is_dir($path)) {
            $this->loadDir($path);
            return;
        }
        // Otherwise we'll just load this one file
        $this->loadFile($path);
    }
    private function loadDir(string $path): void
    {
        $handle = opendir($path);
        // We'll loop over all files and directories
        // in the current path,
        // and load them one by one
        while ($file = readdir($handle)) {
            if (in_array($file, ['.', '..'])) {
                continue;
            }
            $this->loadPath("{$path}/{$file}");
        }
        closedir($handle);
    }
    private function loadFile(string $path): void
    {
        // We resolve the classname from composer's autoload mapping
        $class = $this->fileMap[$path] ?? null;
        // And use it to make sure the class shouldn't be ignored
        if ($this->shouldIgnore($class)) {
            return;
        }
        // Finally we require the path,
        // causing all its dependencies to be loaded as well
        require_once($path);
        self::$count++;
        echo "[Preloader] Preloaded `{$class}`" . PHP_EOL;
    }
    private function shouldIgnore(?string $name): bool
    {
        if ($name === null) {
            return true;
        }
        foreach ($this->ignores as $ignore) {
            if (strpos($name, $ignore) === 0) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

通過在相同的預加載腳本中添加此類,我們現在可以像這樣加載整個Laravel框架:

// …
(new Preloader())
    ->paths(__DIR__ . '/vendor/laravel')
    ->ignore(
        \Illuminate\Filesystem\Cache::class,
        \Illuminate\Log\LogManager::class,
        \Illuminate\Http\Testing\File::class,
        \Illuminate\Http\UploadedFile::class,
        \Illuminate\Support\Carbon::class,
    )
    ->load();

#有效嗎?

這當然是最重要的問題:所有文件都正確加載了嗎?您可以簡單地通過重新啟動服務器來測試它,然后將opcache_get_status()的輸出轉儲到PHP腳本中。您將看到它有一個名為preload_statistics的鍵,它將列出所有預加載的函數、類和腳本;以及預加載文件消耗的內存。

# Composer支持

一個很有前途的特性可能是基于composer的自動預加載解決方案,它已經被大多數現代PHP項目所使用。人們正在努力在composer.json中添加預加載配置選項,它將為您生成預加載文件!目前,此功能仍在開發中,但您可以在此處關注。

#服務器要求

在使用預加載時,關于devops方面還有兩件更重要的事情需要提及。

您已經知道,需要在php.ini中指定一個條目才能進行預加載。這意味著如果您使用共享主機,您將無法自由地配置PHP。實際上,您需要一個專用的(虛擬)服務器,以便能夠為單個項目優化預加載的文件。記住這一點。

還要記住,每次需要重新加載內存文件時,都需要重新啟動服務器(如果使用php-fpm就足夠了)。這對大多數人來說似乎是顯而易見的,但仍然值得一提。

#性能

現在到最重要的問題:預加載真的能提高性能嗎?

答案是肯定的:Ben Morel分享了一些基準測試,可以在之前鏈接的相同的composer問題中找到。

有趣的是,您可以決定僅預加載“hot classes”,它們是代碼庫中經常使用的類。Ben的基準測試顯示,只加載大約100個熱門類,實際上可以獲得比預加載所有類更好的性能收益。這是性能提升13%和17%的區別。

當然,應該預加載哪些類取決于您的特定項目。明智的做法是在開始時盡可能多地預加載。如果您確實需要少量的百分比增長,您將不得不在運行時監視您的代碼。

當然,所有這些工作都可以自動化,將來可能會實現。

現在,最重要的是要記住composer將添加支持,這樣您就不必自己制作預加載文件,并且只要您完全控制了此功能,就可以在服務器上輕松設置此功能。

翻譯:https://stitcher.io/blog/preloading-in-php-74

以上就是PHP 7.4中的預加載(Opcache Preloading)的詳細內容,更多請關注php中文網其它相關文章!

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