虽然在PHP7更新之后，相对PHP5来说性能提升已经超过了100%+，但其实PHP7依然是可以通过修改配置文件和安装扩展进一步优化性能的。本文以虚拟机集群和ThinkCMF5.1.5（基于ThinkPHP5.1.39开发）框架测试性能。

前言

在上一篇文章《基于nginx实现的负载均衡》中，我在本地搭建了一个虚拟机集群作为测试机，4台配置皆为2核4线程 3GB内存的服务器。1台作为负载均衡器，2台作为业务服务器，最后1台作为ab压测机器，模拟高并发用户访问。

但ab压测工具无法显示异常率多高（nginx 502之类的），所以本文采用jmeter作为压测工具测试实际效果。

1、安装opcache扩展

PHP7即使不启用Opcache速度也比PHP-5.6启用了Opcache快。

Opcache 的前身是 Optimizer+ ，它是PHP的官方公司 Zend 开发的一款闭源但可以免费使用的 PHP 优化加速组件。

Optimizer+ 将PHP代码预编译生成的脚本文件 Opcode 缓存在共享内存中供以后反复使用，从而避免了从磁盘读取代码再次编译的时间消耗。

同时，它还应用了一些代码优化模式，使得代码执行更快。从而加速PHP的执行。

2、HugePage

全称是"HugePageFy PHP TEXT segment"，默认的内存是以4KB分页的，而虚拟地址和内存地址是需要转换的，而这个转换是要查表的，CPU为了加速这个查表过程都会内建TLB（Translation Lookaside Buffer），显而易见如果虚拟页越小，表里的条目数也就越多，而TLB大小是有限的，条目数越多TLB的Cache Miss也就会越高，所以如果我们能启用大内存页就能间接降低这个TLB Cache Miss。

通过启用这个特性，PHP7会把自身的TEXT段（执行体）”挪“到Huagepage上，之前的测试，我们能稳定的在Wordpress上看到2%~3%的QPS提升。

这个新特性是做在Opcache里的，所以在启用HugePage为PHP加速的前提是，你需要安装Opcache扩展来启用这个特性。

在php.ini配置文件中添加：

opcache.huge_code_pages=1

检查HugePage：

[root@localhost ~]# cat /proc/meminfo | grep Huge
AnonHugePages: 378880 kB
HugePages_Total: 0
HugePages_Free: 0
HugePages_Rsvd: 0
HugePages_Surp: 0
Hugepagesize: 2048 kB

可见一个Hugepage的size是2MB, 而当前并没有启用HugePages。

现在让我们配置OS，分配一些Hugepages：

[root@localhost ~]# sysctl vm.nr_hugepages=128
vm.nr_hugepages = 128

根据你的服务器配置来酌情选择大小，128个*2MB=256MB。

现在让我们再次检查内存信息:

[root@localhost ~]# cat /proc/meminfo | grep Huge
AnonHugePages: 387072 kB
HugePages_Total: 128
HugePages_Free: 128
HugePages_Rsvd: 0
HugePages_Surp: 0
Hugepagesize: 2048 kB

可以看到我们分配的128个Hugepages已经就绪了。

然后我们来重启php-fpm：

/etc/init.d/php-fpm-72 reload

现在，再次检查内存信息:

[root@localhost ~]# cat /proc/meminfo | grep Huge
AnonHugePages: 378880 kB
HugePages_Total: 128
HugePages_Free: 122
HugePages_Rsvd: 62
HugePages_Surp: 0
Hugepagesize: 2048 kB

可以看到Free减少了，已经启用成功。

3、检查GGC版本号是否大等于4.8

使用新一点的编译器, 推荐GCC 4.8以上, 因为只有GCC 4.8以上PHP才会开启Global Register for opline and execute_data支持, 这个会带来5%左右的性能提升(Wordpres的QPS角度衡量)。

其实GCC 4.8以前的版本也支持, 但是它支持的有Bug, 所以必须是4.8以上的版本才会开启这个特性。

4、测试效果

在2台业务服务器上我同时部署了ThinkCMF5.1.5（基于ThinkPHP5.1.39开发），以 /api/demo/index/index 默认接口作为测试。

cmf.vm20.com 和 cmf.vm30.com这2台为业务服务器，采用PHP7.2，唯一的区别就是cmf.vm20.com安装了opcache、开启了HugePage特性支持。

接口代码：

public function index()
{
    $this->success('请求成功!');
}

接口返回：

{
    "code": 1,
    "msg": "请求成功!",
    "data": ""
}

下面是优化后和优化前的测试对比

4.1、并发线程数量35

持续时间：60秒

CPU使用率：35% / 100%

请求平均返回时间：13ms / 305ms

90% 的请求返回时间小等于：16ms / 431ms

95%的请求返回时间小等于：17ms / 472ms

99%的请求返回时间小等于：31ms / 563ms

请求返回时间最小值：8ms / 122ms

请求返回时间最大值：122ms / 803ms

异常率：0% / 0%

优化后的请求平均返回时间降低至优化前的4.26%

4.2、并发线程数量100

持续时间：60秒

CPU使用率：40% / 100%

请求平均返回时间：16ms / 946ms

90% 的请求返回时间小等于：17ms / 1122ms

95%的请求返回时间小等于：20ms / 1168ms

99%的请求返回时间小等于：179ms / 1255ms

请求返回时间最小值：8ms / 127ms

请求返回时间最大值：372ms / 1399ms

异常率：0% / 0%

优化后的请求平均返回时间降低至优化前的1.69%

4.3、并发线程数量150

持续时间：60秒

CPU使用率：45% / 100%

请求平均返回时间：20ms / 1444ms

90% 的请求返回时间小等于：17ms / 1644ms

95%的请求返回时间小等于：20ms / 1696ms

99%的请求返回时间小等于：324ms / 1799ms

请求返回时间最小值：9ms / 172ms

请求返回时间最大值：535ms / 2025ms

异常率：0% / 0%

优化后的请求平均返回时间降低至优化前的1.38%

4.4、并发线程数量200

持续时间：60秒

CPU使用率：100% / 100%

请求平均返回时间：89ms / 625ms

90% 的请求返回时间小等于：141ms / 2137ms

95%的请求返回时间小等于：160ms / 2200ms

99%的请求返回时间小等于：227ms / 2309ms

请求返回时间最小值：10ms / 0ms

请求返回时间最大值：576ms / 2517ms

异常率：0.20% / 69.17% （nginx 502）

优化后的请求平均返回时间降低至优化前的14.24%

4.5、一些现象和个人理解

以并发200线程的测试举例，开启了opcache后，异常都是在请求峰值到来时出现，后续响应平稳。而没有开启opcache时，随着时间推移，异常率会逐渐升高，比较符合实际情况。

由于opcache的特性，在内容相对固定时避免重复编译，减少 CPU 和内存开销。所以我认为在某种情况下，opcache是一定会增加CPU和内存开销的。如同mysql8.0抛弃了mysql5.7版本的查询缓存这个功能，因为缓存频繁失效反而会引起性能下降。

紧接着，我在接口中写了一些常用的业务代码进行实际测试，随即发现了一个很有意思的现象：当链接数据库读取数据时，若数据库在本地，则安装了opcache带来的性能提升依旧非常明显，虽无本文中示例代码测试结果那么夸张，却仍然可以达到10倍！但若是从远程数据库读取数据，则安装了opcache带来的则是性能的明显下降。我反复测试了几次之后，这个数值大概在110%~140%浮动，反而是负优化。

参考资料

https://www.laruence.com/2015/12/04/3086.html

https://www.laruence.com/2015/10/02/3069.html

前言

1、安装opcache扩展

2、HugePage

3、检查GGC版本号是否大等于4.8

4、测试效果

4.1、并发线程数量35

4.2、并发线程数量100

4.3、并发线程数量150

4.4、并发线程数量200

4.5、一些现象和个人理解

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