从原理分析PHP性能

Posted 2021-05-18 it阿布

从原理分析php性能

从原理分析PHP的性能，主要从以下几个方面：内存管理、变量、函数、运行机制、网络模型来进行分析。

1.内存管理

类似nginx的内存管理方式，PHP在内部也是基于内存池，并且引入内存池的生命周期概念。在内存池方面，PHP对PHP脚本和扩展的所有内存相关操作都进行了托管。对大内存和小内存的管理采用了不同的实现方式和优化。在内存分配和回收的生命周期内，PHP采用一次初始化申请+动态扩容+内存标识回收机制，并且在每次请求结束后直接对内存池进行重新mask。

2.变量

总所周知，PHP是一种弱变量类型的语言，所以在PHP内部，所有的PHP变量都对应成一种类型Zval，其中具体定义如下：

在变量方面，PHP做了大量的优化工作，比如说Reference counting和copy on writer机制。这样能够保证内存使用上的优化，并且减少内存拷贝次数。在数组方面，PHP内部采用高效的hashtable来实现。

3.函数

在PHP内部，所有的PHP函数都回转化成内部的一个函数指针。比如说扩展中函数
ZEND_FUNCTION ( my_function );//类似function my_function(){}
在内部展开后就会是一个函数
void zif_my_function ( INTERNAL_FUNCTION_PARAMETERS );
void zif_my_function(
int ht,
zval * return_value,
zval * this_ptr,
int return_value_used,
zend_executor_globals * executor_globals
);
从这个角度来看，PHP函数在内部也是对应一个函数指针。

4.运行机制

在话说PHP性能的时候，很多人都会说“C/C++是编译型，JAVA是半编译型，PHP是解释型”。也就是说PHP是先动态解析再代码运行的，所以从这个角度来看，PHP性能必然很差。

的确，从PHP脚本运行来输出，的确是一个动态解析再代码运行的过程。

PHP的运行阶段也分成三个阶段：
●Parse。语法分析阶段。
● Compile。编译产出opcode中间码。
● Execute。运行，动态运行进行输出。

5.动态运行

从上面的几个分析来看，PHP在内存管理、变量、函数、运行机制等几个方面都做了大量的工作，所以从原理来看，PHP不应该存在性能问题，性能至少也应该和JAVA比较接近。

但为什么还有很多人感觉PHP慢呢？尤其是一些计算量的性能对比上，总发现PHP处理的性能相对比较低效。这个时候就不得不谈PHP动态语言的特性所带来的性能问题了，由于PHP是动态运行时，所以所有的变量、函数、对象调用、作用域实现等等都是在执行阶段中才确定的。这个从根本上决定了PHP性能中很难改变的一些东西：在C/C++等能够在静态编译阶段确定的变量、函数，在PHP中需要在动态运行中确定，也就决定了PHP中间码不能直接运行而需要运行在Zend Engine上。

6.网络模型

目前采用PHP的方式，比较理想和通用的模式是采用fastcgi（PHP-FPM）。Php-fpm在网络模型上比较类似nginx，采用了多进程Master+多worker的模式。Php-fpm本身是基于libevent中的epoll模型。从网络模型来看，该方式也不会和其他网络模型存在性能差异。

7.结论

从上面分析来看，在基础的内存管理、变量、函数、运行机制、网络模型方面，PHP本身并不会存在明显的性能差异，但由于PHP的动态运行特性，决定了PHP和其他的编译型语言相比，所有的变量查找、函数运行等等都会多一些hash查找的CPU开销和额外的内存开销，至于这种开销具体有多大，可以通过后续的基准性能和对比分析得出。

因此，也可以大体看出PHP不太适合的一些场景：大量计算性任务、大数据量的运算、内存要求很严格的应用场景。如果要实现这些功能，也建议通过扩展的方式实现，然后再提供钩子函数给PHP调用。这样可以减低内部计算的变量、函数等系列开销。

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