PHP 性能分析與實(shí)驗(yàn)：性能的微觀分析
在上一篇文章中，我們從 PHP 是解釋性語言、動態(tài)語言和底層實(shí)現(xiàn)等三個(gè)方面，探討了 PHP 性能的問題。本文就深入到 PHP 的微觀層面，我們來了解 PHP 在使用和編寫代碼過程中，性能方面，可能需要注意和提升的地方。
在開始分析之前，我們得掌握一些與性能分析相關(guān)的函數(shù)。這些函數(shù)讓我們對程序性能有更好的分析和評測。
一、性能分析相關(guān)的函數(shù)與命令
1.1、時(shí)間度量函數(shù)
平時(shí)我們常用 time() 函數(shù)，但是返回的是秒數(shù)，對于某段代碼的內(nèi)部性能分析，到秒的精度是不夠的。于是要用 microtime 函數(shù)。而 microtime 函數(shù)可以返回兩種形式，一是字符串的形式，一是浮點(diǎn)數(shù)的形式。不過需要注意的是，在缺省的情況下，返回的精度只有4位小數(shù)。為了獲得更高的精確度，我們需要配置 precision。
如下是 microtime 的使用結(jié)果。
- $start= microtime(true);
- echo $start."/n";
- $end = microtime(true);
- echo $end."/n";
- echo ($end-$start)."/n";
輸出為：
- bash-3.2# phptime.php
- 1441360050.3286
- 1441360050.3292
- 0.00053000450134277
而在代碼前面加上一行：
- ini_set("precision", 16);
輸出為：
- bash-3.2# phptime.php
- 1441360210.932628
- 1441360210.932831
- 0.0002031326293945312
除了 microtime 內(nèi)部統(tǒng)計(jì)之外， 還可以使用 getrusage 來取得用戶態(tài)的時(shí)長。在實(shí)際的操作中，也常用 time 命令來計(jì)算整個(gè)程序的運(yùn)行時(shí)長，通過多次運(yùn)行或者修改代碼后運(yùn)行，得到不同的時(shí)間長度以得到效率上的區(qū)別。 具體用法是：time phptime.php ，則在程序運(yùn)行完成之后，不管是否正常結(jié)束退出，都會有相關(guān)的統(tǒng)計(jì)。
- bash-3.2# time phptime.php
- 1441360373.150756
- 1441360373.150959
- 0.0002031326293945312
- real 0m0.186s
- user 0m0.072s
- sys 0m0.077s
因?yàn)楸疚乃懻摰男阅軉栴}，往往分析上百萬次調(diào)用之后的差距與趨勢，為了避免代碼中存在一些時(shí)間統(tǒng)計(jì)代碼，后面我們使用 time 命令居多。
1.2、內(nèi)存使用相關(guān)函數(shù)
分析內(nèi)存使用的函數(shù)有兩個(gè)：memory_ get_ usage、memory_ get_ peak_usage，前者可以獲得程序在調(diào)用的時(shí)間點(diǎn)，即當(dāng)前所使用的內(nèi)存，后者可以獲得到目前為止高峰時(shí)期所使用的內(nèi)存。所使用的內(nèi)存以字節(jié)為單位。
- $base_memory= memory_get_usage();
- echo "Hello,world!/n";
- $end_memory= memory_get_usage();
- $peak_memory= memory_get_peak_usage();
- echo $base_memory,"/t",$end_memory,"/t",($end_memory-$base_memory),"/t", $peak_memory,"/n";
輸出如下：
- bash-3.2# phphelloworld.php
- Hello,world!
- 224400 224568 168 227424
可以看到，即使程序中間只輸出了一句話，再加上變量存儲，也消耗了168個(gè)字節(jié)的內(nèi)存。
對于同一程序，不同 PHP 版本對內(nèi)存的使用并不相同，甚至還差別很大。
- $baseMemory= memory_get_usage();
- class User
- {
- private $uid;
- function __construct($uid)
- {
- $this->uid= $uid;
- }
- }
- for($i=0;$i<100000;$i++)
- {
- $obj= new User($i);
- if ( $i% 10000 === 0 )
- {
- echo sprintf( '%6d: ', $i), memory_get_usage(), " bytes/n";
- }
- }
- echo " peak: ",memory_get_peak_usage(true), " bytes/n";
在 PHP 5.2 中，內(nèi)存使用如下：
- [root@localhostphpperf]# php52 memory.php
- 0: 93784 bytes
- 10000: 93784 bytes
- …… 80000: 93784 bytes
- 90000: 93784 bytes
- peak: 262144 bytes
PHP 5.3 中，內(nèi)存使用如下
- [root@localhostphpperf]# phpmemory.php
- 0: 634992 bytes
- 10000: 634992 bytes
- …… 80000: 634992 bytes
- 90000: 634992 bytes
- peak: 786432 bytes
可見 PHP 5.3 在內(nèi)存使用上要粗放了一些。
PHP 5.4 – 5.6 差不多，有所優(yōu)化：
- [root@localhostphpperf]# php56 memory.php
- 0: 224944 bytes
- 10000: 224920 bytes
- …… 80000: 224920 bytes
- 90000: 224920 bytes
- peak: 262144 bytes
而 PHP 7 在少量使用時(shí)，高峰內(nèi)存的使用，增大很多。
- [root@localhostphpperf]# php7 memory.php
- 0: 353912 bytes
- 10000: 353912 bytes
- …… 80000: 353912 bytes
- 90000: 353912 bytes
- peak: 2097152 bytes
從上面也看到，以上所使用的 PHP 都有比較好的垃圾回收機(jī)制，10萬次初始化,并沒有隨著對象初始化的增多而增加內(nèi)存的使用。PHP7 的高峰內(nèi)存使用最多，達(dá)到了接近 2M。
下面再來看一個(gè)例子，在上面的代碼的基礎(chǔ)上，我們加上一行，如下：
$obj->self = $obj;
代碼如下：
- $baseMemory= memory_get_usage();
- class User
- {
- private $uid;
- function __construct($uid)
- {
- $this->uid= $uid;
- }
- }
- for($i=0;$i<100000;$i++)
- {
- $obj= new User($i);
- $obj->self = $obj;
- if ( $i% 5000 === 0 )
- {
- echo sprintf( '%6d: ', $i), memory_get_usage(), " bytes/n";
- }
- }
- echo " peak: ",memory_get_peak_usage(true), " bytes/n";
這時(shí)候再來看看內(nèi)存的使用情況，中間表格主體部分為內(nèi)存使用量，單位為字節(jié)。
圖表如下：
PHP 5.2 并沒有合適的垃圾回收機(jī)制，導(dǎo)致內(nèi)存使用越來越多。而5.3 以后內(nèi)存回收機(jī)制導(dǎo)致內(nèi)存穩(wěn)定在一個(gè)區(qū)間。而也可以看見 PHP7 內(nèi)存使用最少。把 PHP 5.2 的圖形去掉了之后，對比更為明顯。
可見 PHP7 不僅是在算法效率上，有大幅度的提升，在大批量內(nèi)存使用上也有大幅度的優(yōu)化（盡管小程序的高峰內(nèi)存比歷史版本所用內(nèi)存更多）。
1.3、垃圾回收相關(guān)函數(shù)
在 PHP 中，內(nèi)存回收是可以控制的，我們可以顯式地關(guān)閉或者打開垃圾回收，一種方法是通過修改配置，zend.enable_gc=Off 就可以關(guān)掉垃圾回收。 缺省情況下是 On 的。另外一種手段是通過 gc _enable()和gc _disable()函數(shù)分別打開和關(guān)閉垃圾回收。
比如在上面的例子的基礎(chǔ)上，我們關(guān)閉垃圾回收，就可以得到如下數(shù)據(jù)表格和圖表。
代碼如下：
- gc_disable();
- $baseMemory= memory_get_usage();
- class User
- {
- private $uid;
- function __construct($uid)
- {
- $this->uid= $uid;
- }
- }
- for($i=0;$i<100000;$i++)
- {
- $obj= new User($i);
- $obj->self = $obj;
- if ( $i% 5000 === 0 )
- {
- echo sprintf( '%6d: ', $i), memory_get_usage(), " bytes/n";
- }
- }
- echo " peak: ",memory_get_peak_usage(true), " bytes/n";
分別在 PHP 5.3、PHP5.4 、PHP5.5、PHP5.6 、PHP7 下運(yùn)行，得到如下內(nèi)存使用統(tǒng)計(jì)表。
圖表如下，PHP7 還是內(nèi)存使用效率最優(yōu)的。
從上面的例子也可以看出來，盡管在第一個(gè)例子中，PHP7 的高峰內(nèi)存使用數(shù)是最多的，但是當(dāng)內(nèi)存使用得多時(shí)，PHP7 的內(nèi)存優(yōu)化就體現(xiàn)出來了。
這里值得一提的是垃圾回收，盡管會使內(nèi)存減少，但是會導(dǎo)致速度降低，因?yàn)槔厥找彩切枰?CPU 等其他系統(tǒng)資源的。Composer 項(xiàng)目就曾經(jīng)因?yàn)樵谟?jì)算依賴前關(guān)閉垃圾回收，帶來成倍性能提升，引發(fā)廣大網(wǎng)友關(guān)注。詳見：
https://github.com/composer/composer/commit/ac676f47f7bbc619678a29deae097b6b0710b799
在常見的代碼和性能分析中，出了以上三類函數(shù)之外，還常使用的有堆棧跟蹤函數(shù)、輸出函數(shù)，這里不再贅述。
#p#
二、PHP 性能分析10則
下面我們根據(jù)小程序來驗(yàn)證一些常見的性能差別。
2.1、使用 echo 還是 print
在有的建議規(guī)則中，會建議使用 echo ，而不使用 print。說 print 是函數(shù)，而 echo 是語法結(jié)構(gòu)。實(shí)際上并不是如此，print 也是語法結(jié)構(gòu)，類似的語法結(jié)構(gòu)，還有多個(gè)，比如 list、isset、require 等。不過對于 PHP 7 以下 PHP 版本而言，兩者確實(shí)有性能上的差別。如下兩份代碼：
- for($i=0; $i<1000000; $i++)
- {
- echo("Hello,World!");
- }
- for($i=0; $i<1000000; $i++)
- {
- print ("Hello,World!");
- }
在 PHP 5.3 中運(yùn)行速度分別如下（各2次）：
- [root@localhostphpperf]# time php echo1.php > /dev/null
- real 0m0.233s
- user 0m0.153s
- sys 0m0.080s
- [root@localhostphpperf]# time php echo1.php > /dev/null
- real 0m0.234s
- user 0m0.159s
- sys 0m0.073s
- [root@localhostphpperf]# time phpecho.php> /dev/null
- real 0m0.203s
- user 0m0.130s
- sys 0m0.072s
- [root@localhostphpperf]# time phpecho.php> /dev/null
- real 0m0.203s
- user 0m0.128s
- sys 0m0.075s
在 PHP5.3 版中效率差距10%以上。而在 PHP5.4 以上的版本中，區(qū)別不大，如下是 PHP7 中的運(yùn)行效率。
- [root@localhostphpperf]# time php7 echo.php> /dev/null
- real 0m0.151s
- user 0m0.088s
- sys 0m0.062s
- [root@localhostphpperf]# time php7 echo.php> /dev/null
- real 0m0.145s
- user 0m0.084s
- sys 0m0.061s
- [root@localhostphpperf]# time php7 echo1.php > /dev/null
- real 0m0.140s
- user 0m0.075s
- sys 0m0.064s
- [root@localhostphpperf]# time php7 echo1.php > /dev/null
- real 0m0.146s
- user 0m0.077s
- sys 0m0.069s
正如瀏覽器前端的一些優(yōu)化準(zhǔn)則一樣，沒有啥特別通用的原則，往往根據(jù)不同的情況和版本，規(guī)則也會存在不同。
2.2、require 還是 require_once？
在一些常規(guī)的優(yōu)化規(guī)則中，會提到，建議使用 require_ once 而不是 require，現(xiàn)由是 require_ once 會去檢測是否重復(fù)，而 require 則不需要重復(fù)檢測。
在大量不同文件的包含中，require_ once 略慢于 require。但是 require_ once 的檢測是一項(xiàng)內(nèi)存中的行為，也就是說即使有數(shù)個(gè)需要加載的文件，檢測也只是內(nèi)存中的比較。而 require 的每次重新加載，都會從文件系統(tǒng)中去讀取分析。因而 require_ once 會比 require 更佳。咱們也使用一個(gè)例子來看一下。
- str.php
- global$str;
- $str= "China has a large population";
- require.php
- for($i=0; $i<100000; $i++) {
- require "str.php";
- }
- require_once.php
- for($i=0; $i<100000; $i++) {
- require_once"str.php";
- }
上面的例子，在 PHP7 中，require_ once.php 的運(yùn)行速度是 require.php 的30倍！在其他版本也能得到大致相同的結(jié)果。
- [root@localhostphpperf]# time php7 require.php
- real 0m1.712s
- user 0m1.126s
- sys 0m0.569s
- [root@localhostphpperf]# time php7 require.php
- real 0m1.640s
- user 0m1.113s
- sys 0m0.515s
- [root@localhostphpperf]# time php7 require_once.php
- real 0m0.066s
- user 0m0.063s
- sys 0m0.003s
- [root@localhostphpperf]# time php7 require_once.php
- real 0m0.057s
- user 0m0.052s
- sys 0m0.004s
從上可以看到，如果存在大量的重復(fù)加載的話，require_ once 明顯優(yōu)于 require，因?yàn)橹貜?fù)的文件不再有 IO 操作。即使不是大量重復(fù)的加載，也建議使用 require_ once，因?yàn)樵谝粋€(gè)程序中，一般不會存在數(shù)以千百計(jì)的文件包含，100次內(nèi)存比較的速度差距，一個(gè)文件包含就相當(dāng)了。
2.3、單引號還是雙引號？
單引號，還是雙引號，是一個(gè)問題。一般的建議是能使用單引號的地方，就不要使用雙引號，因?yàn)樽址械膯我枺粫鸾馕?，從而效率更高。那來看一下?shí)際的差別。
- classUser
- {
- private $uid;
- private $username;
- private $age;
- function __construct($uid, $username,$age){
- $this->uid= $uid;
- $this->username = $username;
- $this->age = $age;
- }
- function getUserInfo()
- {
- return "UID:".$this->uid." UserName:".$this->username." Age:".$this->age;
- }
- function getUserInfoSingle()
- {
- return 'UID:'.$this->uid.' UserName:'.$this->username.' Age'.$this->age;
- }
- function getUserInfoOnce()
- {
- return "UID:{$this->uid}UserName:{$this->username} Age:{$this->age}";
- }
- function getUserInfoSingle2()
- {
- return 'UID:{$this->uid} UserName:{$this->username} Age:{$this->age}';
- }
- }
- for($i=0; $i<1000000;$i++) {
- $user = new User($i, "name".$i, $i%100);
- $user->getUserInfoSingle();
- }
在上面的 User 類中，有四個(gè)不同的方法,完成一樣的功能，就是拼接信息返回，看看這四個(gè)不同的方法的區(qū)別。
第一個(gè)、getUserInfo ，使用雙引號和屬性相拼接
- [root@localhostphpperf]# time php7 string.php
- real 0m0.670s
- user 0m0.665s
- sys 0m0.002s
- [root@localhostphpperf]# time php7 string.php
- real 0m0.692s
- user 0m0.689s
- sys 0m0.002s
- [root@localhostphpperf]# time php7 string.php
- real 0m0.683s
- user 0m0.672s
- sys 0m0.004s
第二個(gè)、getUserInfoSingle ，使用單引號和屬性相拼接
- [root@localhostphpperf]# time php7 string.php
- real 0m0.686s
- user 0m0.683s
- sys 0m0.001s
- [root@localhostphpperf]# time php7 string.php
- real 0m0.671s
- user 0m0.666s
- sys 0m0.003s
- [root@localhostphpperf]# time php7 string.php
- real 0m0.669s
- user 0m0.666s
- sys 0m0.002s
可見在拼接中，單雙引號并無明顯差別。
第三個(gè)、getUserInfoOnce，不再使用句號.連接，而是直接引入在字符串中解析。
- [root@localhostphpperf]# time php7 string.php
- real 0m0.564s
- user 0m0.556s
- sys 0m0.006s
- [root@localhostphpperf]# time php7 string.php
- real 0m0.592s
- user 0m0.587s
- sys 0m0.004s
- [root@localhostphpperf]# time php7 string.php
- real 0m0.563s
- user 0m0.559s
- sys 0m0.003s
從上面可見，速度提高了0.06s-0.10s，有10%-20%的效率提升。可見連綴效率更低一些。
第四個(gè)、getUserInfoSingle2 雖然沒有達(dá)到我們真正想要的效果，功能是不正確的，但是在字符串中，不再需要解析變量和獲取變量值，所以效率確實(shí)有大幅度提升。
- [root@localhostphpperf]# time php7 string.php
- real 0m0.379s
- user 0m0.375s
- sys 0m0.003s
- [root@localhostphpperf]# time php7 string.php
- real 0m0.399s
- user 0m0.394s
- sys 0m0.003s
- [root@localhostphpperf]# time php7 string.php
- real 0m0.377s
- user 0m0.371s
- sys 0m0.004s
效率確實(shí)有了大的提升，快了50%。
那么這個(gè)快，是由于不需要變量引用解析帶來的，還是只要加入$天然的呢？我們再試著寫了一個(gè)方法。
- functiongetUserInfoSingle3()
- {
- return "UID:{\$this->uid} UserName:{\$this->username} Age:{\$this->age}";
- }
得到如下運(yùn)行時(shí)間：
- [root@localhostphpperf]# time php7 string.php
- real 0m0.385s
- user 0m0.381s
- sys 0m0.002s
- [root@localhostphpperf]# time php7 string.php
- real 0m0.382s
- user 0m0.380s
- sys 0m0.002s
- [root@localhostphpperf]# time php7 string.php
- real 0m0.386s
- user 0m0.380s
- sys 0m0.004s
發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)義后的字符串，效率跟單引號是一致的，從這里也可以看見，單引號還是雙引號包含，如果不存在需要解析的變量，幾乎沒有差別。如果有需要解析的變量，你也不能光用單引號，要么使用單引號和連綴，要么使用內(nèi)部插值，所以在這條規(guī)則上，不用太過糾結(jié)。
2.4、錯誤應(yīng)該打開還是關(guān)閉？
在 PHP 中，有多種錯誤消息，錯誤消息的開啟是否會帶來性能上的影響呢？從直覺覺得，由于錯誤消息，本身會涉及到 IO 輸出，無論是輸出到終端或者 error_log，都是如此，所以肯定會影響性能。我們來看看這個(gè)影響有多大。
error_reporting(E_ERROR);
for($i=0; $i<1000000;$i++) {
$str= "通常，$PHP中的垃圾回收機(jī)制，僅僅在循環(huán)回收算法確實(shí)運(yùn)行時(shí)會有時(shí)間消耗上的增加。但是在平常的(更小的)腳本中應(yīng)根本就沒有性能影響。
然而，在平常腳本中有循環(huán)回收機(jī)制運(yùn)行的情況下，內(nèi)存的節(jié)省將允許更多這種腳本同時(shí)運(yùn)行在你的服務(wù)器上。因?yàn)榭偣彩褂玫膬?nèi)存沒達(dá)到上限。";
}
在上面的代碼中，我們涉及到一個(gè)不存在的變量，所以會報(bào)出 Notice 錯誤:
Notice: Undefined variable: PHP 中的垃圾回收機(jī)制，僅僅在循環(huán)回收算法確實(shí)運(yùn)行時(shí)會有時(shí)間消耗上的增加。但是在平常的 in xxxx/string2.php on line 10
如果把 E_ ERROR 改成 E_ ALL 就能看到大量的上述錯誤輸出。
我們先執(zhí)行 E_ ERROR 版，這個(gè)時(shí)候沒有任何錯誤日志輸出。得到如下數(shù)據(jù)：
- [root@localhostphpperf]# time php7 string2.php
- real 0m0.442s
- user 0m0.434s
- sys 0m0.005s
- [root@localhostphpperf]# time php7 string2.php
- real 0m0.487s
- user 0m0.484s
- sys 0m0.002s
- [root@localhostphpperf]# time php7 string2.php
- real 0m0.476s
- user 0m0.471s
- sys 0m0.003s
再執(zhí)行 E_ ALL 版，有大量的錯誤日志輸出，我們把輸出重定向到/dev/null
- [root@localhostphpperf]# time php7 string2.php > /dev/null
- real 0m0.928s
- user 0m0.873s
- sys 0m0.051s
- [root@localhostphpperf]# time php7 string2.php > /dev/null
- real 0m0.984s
- user 0m0.917s
- sys 0m0.064s
- [root@localhostphpperf]# time php7 string2.php > /dev/null
- real 0m0.945s
- user 0m0.887s
- sys 0m0.056s
可見慢了將近一倍。
如上可見，即使輸出沒有正式寫入文件，錯誤級別打開的影響也是巨大的。在線上我們應(yīng)該將錯誤級別調(diào)到 E_ ERROR 這個(gè)級別，同時(shí)將錯誤寫入 error_ log，既減少了不必要的錯誤信息輸出，又避免泄漏路徑等信息，造成安全隱患。
2.5、正則表達(dá)式和普通字符串操作
在字符串操作中，有一條常見的規(guī)則，即是能使用普通字符串操作方法替代的，就不要使用正則表達(dá)式來處理，用 C 語言操作 PCRE 做過正則表達(dá)式處理的童鞋應(yīng)該清楚，需要先 compile，再 exec，也就是說是一個(gè)相對復(fù)雜的過程?，F(xiàn)在就比較一下兩者的差別。
對于簡單的分隔，我們可以使用 explode 來實(shí)現(xiàn)，也可以使用正則表達(dá)式，比如下面的例子：
- ini_set("precision", 16);
- function microtime_ex()
- {
- list($usec, $sec) = explode(" ", microtime());
- return $sec+$usec;
- }
- for($i=0; $i<1000000; $i++) {
- microtime_ex();
- }
耗時(shí)在0.93-1S之間。
- [root@localhostphpperf]# time php7 pregstring.php
- real 0m0.941s
- user 0m0.931s
- sys 0m0.007s
- [root@localhostphpperf]# time php7 pregstring.php
- real 0m0.986s
- user 0m0.980s
- sys 0m0.004s
- [root@localhostphpperf]# time php7 pregstring.php
- real 0m1.004s
- user 0m0.998s
- sys 0m0.003s
我們再將分隔語句替換成：
- list($usec, $sec) = preg_split("#\s#", microtime());
得到如下數(shù)據(jù)，慢了近10-20%。
- [root@localhostphpperf]# time php7 pregstring1.php
- real 0m1.195s
- user 0m1.182s
- sys 0m0.004s
- [root@localhostphpperf]# time php7 pregstring1.php
- real 0m1.222s
- user 0m1.217s
- sys 0m0.003s
- [root@localhostphpperf]# time php7 pregstring1.php
- real 0m1.101s
- user 0m1.091s
- sys 0m0.005s
再將語句替換成：
list($usec, $sec) = preg_split("#\s+#", microtime());
即匹配一到多個(gè)空格，并沒有太多的影響。除了分隔外，查找我們也來看一個(gè)例子。
第一段代碼：
- $str= "China has a Large population";
- for($i=0; $i<1000000; $i++) {
- if(preg_match("#l#i", $str))
- {
- }
- }
第二段代碼：
- $str= "China has a large population";
- for($i=0; $i<1000000; $i++) {
- if(stripos($str, "l")!==false)
- {
- }
- }
這兩段代碼達(dá)到的效果相同，都是查找字符串中有無 l 或者 L 字符。
在 PHP 7 下運(yùn)行效果如下：
- [root@localhostphpperf]# time php7 pregstring2.php
- real 0m0.172s
- user 0m0.167s
- sys 0m0.003s
- [root@localhostphpperf]# time php7 pregstring2.php
- real 0m0.199s
- user 0m0.196s
- sys 0m0.002s
- [root@localhostphpperf]# time php7 pregstring3.php
- real 0m0.185s
- user 0m0.182s
- sys 0m0.003s
- [root@localhostphpperf]# time php7 pregstring3.php
- real 0m0.184s
- user 0m0.181s
- sys 0m0.003s
兩者區(qū)別不大。再看看在 PHP5.6 中的表現(xiàn)。
- [root@localhostphpperf]# time php56 pregstring2.php
- real 0m0.470s
- user 0m0.456s
- sys 0m0.004s
- [root@localhostphpperf]# time php56 pregstring2.php
- real 0m0.506s
- user 0m0.500s
- sys 0m0.005s
- [root@localhostphpperf]# time php56 pregstring3.php
- real 0m0.348s
- user 0m0.342s
- sys 0m0.004s
- [root@localhostphpperf]# time php56 pregstring3.php
- real 0m0.376s
- user 0m0.364s
- sys 0m0.003s
可見在 PHP 5.6 中表現(xiàn)還是非常明顯的，使用正則表達(dá)式慢了20%。PHP7 難道是對已使用過的正則表達(dá)式做了緩存？我們調(diào)整一下代碼如下：
- $str= "China has a Large population";
- for($i=0; $i<1000000; $i++) {
- $pattern = "#".chr(ord('a')+$i%26)."#i";
- if($ret = preg_match($pattern, $str)!==false)
- {
- }
- }
這是一個(gè)動態(tài)編譯的 pattern。
- $str= "China has a large population";
- for($i=0; $i<1000000; $i++) {
- $pattern = "".chr(ord('a')+$i%26)."";
- if($ret = stripos($str, $pattern)!==false)
- {
- }
- }
在 PHP7 中，得到了如下結(jié)果：
- [root@localhostphpperf]# time php7 pregstring2.php
- real 0m0.351s
- user 0m0.346s
- sys 0m0.004s
- [root@localhostphpperf]# time php7 pregstring2.php
- real 0m0.359s
- user 0m0.352s
- sys 0m0.004s
- [root@localhostphpperf]# time php7 pregstring3.php
- real 0m0.375s
- user 0m0.369s
- sys 0m0.003s
- [root@localhostphpperf]# time php7 pregstring3.php
- real 0m0.370s
- user 0m0.365s
- sys 0m0.005s
可見兩者并不明顯。而在 PHP 5.6 中，同樣的代碼：
- [root@localhostphpperf]# time php56 pregstring2.php
- real 0m1.022s
- user 0m1.015s
- sys 0m0.005s
- [root@localhostphpperf]# time php56 pregstring2.php
- real 0m1.049s
- user 0m1.041s
- sys 0m0.005s
- [root@localhostphpperf]# time php56 pregstring3.php
- real 0m0.923s
- user 0m0.821s
- sys 0m0.002s
- [root@localhostphpperf]# time php56 pregstring3.php
- real 0m0.838s
- user 0m0.831s
- sys 0m0.004s
在 PHP 5.6 中，stripos 版明顯要快于正則表達(dá)式版，由上兩例可見，PHP7對正則表達(dá)式的優(yōu)化還是相當(dāng)驚人的。其次也建議，能用普通字符串操作的地方，可以避免使用正則表達(dá)式。 因?yàn)樵谄渌姹局校@個(gè)規(guī)則還是適用的。某 zend 大牛官方的分享給出如下數(shù)據(jù)：
-
stripos(‘http://’, $website)速度是preg_match(‘/http:\/\//i’, $website)的兩倍 -
ctype_alnum()速度是preg_match(‘/^\s*$/’)的5倍; -
“if ($test == (int)$test)”比preg_match(‘/^\d*$/’)快5倍
可以相見，正則表達(dá)式是相對低效的。
2.6、數(shù)組元素定位查找
在數(shù)組元素的查找中，有一個(gè)關(guān)鍵的注意點(diǎn)就是數(shù)組值和鍵的查找速度，差異非常大。了解過 PHP 擴(kuò)展開發(fā)的朋友，應(yīng)該清楚，數(shù)組在底層其實(shí)是 Hash 表。所以鍵是以快速定位的，而值卻未必。下面來看例子。
首先們構(gòu)造一個(gè)數(shù)組：
$a= array();
for($i=0;$i<100000;$i++){
$a[$i] = $i;
}
在這個(gè)數(shù)組中，我們測試查找值和查找鍵的效率差別。
第一種方法用 array_ search，第二種用 array_ key_ exists，第三種用 isset 語法結(jié)構(gòu)。 代碼分別如下：
//查找值
foreach($a as $i)
{
array_search($i, $a);
}
//查找鍵
foreach($a as $i)
{
array_key_exists($i, $a);
}
//判定鍵是否存在
foreach($a as $i)
{
if(isset($a[$i]));
}
運(yùn)行結(jié)果如下：
[root@localhostphpperf]# time php7 array.php
real 0m9.026s
user 0m8.965s
sys 0m0.007s
[root@localhostphpperf]# time php7 array.php
real 0m9.063s
user 0m8.965s
sys 0m0.005s
[root@localhostphpperf]# time php7 array1.php
real 0m0.018s
user 0m0.016s
sys 0m0.001s
[root@localhostphpperf]# time php7 array1.php
real 0m0.021s
user 0m0.015s
sys 0m0.004s
[root@localhostphpperf]# time php7 array2.php
real 0m0.020s
user 0m0.014s
sys 0m0.006s
[root@localhostphpperf]# time php7 array2.php
real 0m0.016s
user 0m0.009s
sys 0m0.006s
由上例子可見，鍵值查找的速度比值查找的速度有百倍以上的效率差別。因而如果能用鍵值定位的地方，盡量用鍵值定位，而不是值查找。
2.7、對象與數(shù)組
在 PHP 中，數(shù)組就是字典，字典可以存儲屬性和屬性值，而且無論是鍵還是值，都不要求數(shù)據(jù)類型統(tǒng)一，所以對象數(shù)據(jù)存儲，既能用對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的屬性存儲數(shù)據(jù)，也能使用數(shù)組的元素存儲數(shù)據(jù)。那么兩者有何差別呢？
使用對象：
classUser
{
public $uid;
public $username;
public $age;
function getUserInfo()
{
return "UID:".$this->uid." UserName:".$this->username." Age:".$this->age;
}
}
for($i=0; $i<1000000;$i++) {
$user = new User();
$user->uid= $i;
$user->age = $i%100;
$user->username="User".$i;
$user->getUserInfo();
}
使用數(shù)組：
functiongetUserInfo($user)
{
return "UID:".$user['uid']." UserName:".$user['username']." Age:".$user['age'];
}
for($i=0; $i<1000000;$i++) {
$user = array("uid"=>$i,"age" =>$i%100,"username"=>"User".$i);
getUserInfo($user);
}
我們分別在 PHP5.3、PHP 5.6 和 PHP 7 中運(yùn)行這兩段代碼。
[root@localhostphpperf]# time phpobject.php
real 0m2.144s
user 0m2.119s
sys 0m0.009s
[root@localhostphpperf]# time phpobject.php
real 0m2.106s
user 0m2.089s
sys 0m0.013s
[root@localhostphpperf]# time php object1.php
real 0m1.421s
user 0m1.402s
sys 0m0.016s
[root@localhostphpperf]# time php object1.php
real 0m1.431s
user 0m1.410s
sys 0m0.012s
在 PHP 5.3 中，數(shù)組版比對象版快了近30%。
[root@localhostphpperf]# time php56 object.php
real 0m1.323s
user 0m1.319s
sys 0m0.002s
[root@localhostphpperf]# time php56 object.php
real 0m1.414s
user 0m1.400s
sys 0m0.006s
[root@localhostphpperf]# time php56 object1.php
real 0m1.356s
user 0m1.352s
sys 0m0.002s
[root@localhostphpperf]# time php56 object1.php
real 0m1.364s
user 0m1.349s
sys 0m0.006s
[root@localhostphpperf]# time php7 object.php
real 0m0.642s
user 0m0.638s
sys 0m0.003s
[root@localhostphpperf]# time php7 object.php
real 0m0.606s
user 0m0.602s
sys 0m0.003s
[root@localhostphpperf]# time php7 object1.php
real 0m0.615s
user 0m0.613s
sys 0m0.000s
[root@localhostphpperf]# time php7 object1.php
real 0m0.615s
user 0m0.611s
sys 0m0.003s
到了 PHP 5.6 和 PHP7 中，兩個(gè)版本基本沒有差別，而在 PHP7 中的速度是 PHP5.6 中的2倍。在新的版本中，差別已幾乎沒有，那么為了清楚起見我們當(dāng)然應(yīng)該聲明類，實(shí)例化類來存儲對象數(shù)據(jù)。
2.8、getter 和 setter
從 Java 轉(zhuǎn)過來學(xué)習(xí) PHP 的朋友，在對象聲明時(shí)，可能習(xí)慣使用 getter 和 setter，那么，在 PHP 中，使用 getter 和 setter 是否會帶來性能上的損失呢？同樣，先上例子。
無 setter版：
classUser
{
public $uid;
public $username;
public $age;
function getUserInfo()
{
return "UID:".$this->uid." UserName:".$this->username." Age:".$this->age;
}
}
for($i=0; $i<1000000;$i++) {
$user = new User();
$user->uid= $i;
$user->age = $i%100;
$user->username="User".$i;
$user->getUserInfo();
}
有 setter版：
classUser
{
public $uid;
private $username;
public $age;
function setUserName($name)
{
$this->username = $name;
}
function getUserInfo()
{
return "UID:".$this->uid." UserName:".$this->username." Age:".$this->age;
}
}
for($i=0; $i<1000000;$i++) {
$user = new User();
$user->uid= $i;
$user->age = $i%100;
$user->setUserName("User".$i);
$user->getUserInfo();
}
這里只增加了一個(gè) setter。運(yùn)行結(jié)果如下：
[root@localhostphpperf]# time php7 object.php
real 0m0.607s
user 0m0.602s
sys 0m0.004s
[root@localhostphpperf]# time php7 object.php
real 0m0.598s
user 0m0.596s
sys 0m0.000s
[root@localhostphpperf]# time php7 object2.php
real 0m0.673s
user 0m0.669s
sys 0m0.003s
[root@localhostphpperf]# time php7 object2.php
real 0m0.668s
user 0m0.664s
sys 0m0.004s
從上面可以看到，增加了一個(gè) setter，帶來了近10%的效率損失。可見這個(gè)性能損失是相當(dāng)大的，在 PHP 中，我們沒有必要再來做 setter 和 getter了。需要引用的屬性，直接使用即可。
2.9、類屬性該聲明還是不聲明
PHP 本身支持屬性可以在使用時(shí)增加，也就是不聲明屬性，可以在運(yùn)行時(shí)添加屬性。那么問題來了，事先聲明屬性與事后增加屬性，是否會有性能上的差別。這里也舉一個(gè)例子探討一下。
事先聲明了屬性的代碼就是2.8節(jié)中，無 setter 的代碼，不再重復(fù)。而無屬性聲明的代碼如下：
classUser
{
function getUserInfo()
{
return "UID:".$this->uid." UserName:".$this->username." Age:".$this->age;
}
}
for($i=0; $i<1000000;$i++) {
$user = new User();
$user->uid= $i;
$user->age = $i%100;
$user->username="User".$i;
$user->getUserInfo();
}
兩段代碼，運(yùn)行結(jié)果如下：
[root@localhostphpperf]# time php7 object.php
real 0m0.608s
user 0m0.604s
sys 0m0.003s
[root@localhostphpperf]# time php7 object.php
real 0m0.615s
user 0m0.605s
sys 0m0.003s
[root@localhostphpperf]# time php7 object3.php
real 0m0.733s
user 0m0.728s
sys 0m0.004s
[root@localhostphpperf]# time php7 object3.php
real 0m0.727s
user 0m0.720s
sys 0m0.004s
從上面的運(yùn)行可以看到，無屬性聲明的代碼慢了20%?？梢酝茢喑鰜淼木褪菍τ趯ο蟮膶傩?，如果事先知道的話，我們還是事先聲明的好，這一方面是效率問題，另一方面，也有助于提高代碼的可讀性呢。
2.10、圖片操作 API 的效率差別
在圖片處理操作中，一個(gè)非常常見的操作是將圖片縮放成小圖?？s放成小圖的辦法有多種，有使用 API 的，有使用命令行的。在 PHP 中，有 iMagick 和 gmagick 兩個(gè)擴(kuò)展可供操作，而命令行則一般使用 convert 命令來處理。我們這里來討論使用 imagick 擴(kuò)展中的 API 處理圖片的效率差別。
先上代碼：
function imagick_resize($filename, $outname)
{
$thumbnail = new Imagick($filename);
$thumbnail->resizeImage(200, 200, imagick::FILTER_LANCZOS, 1);
$thumbnail->writeImage($outname);
unset($thumbnail);
}
function imagick_scale($filename, $outname)
{
$thumbnail = new Imagick($filename);
$thumbnail->scaleImage(200, 200);
$thumbnail->writeImage($outname);
unset($thumbnail);
}
function convert($func)
{
$cmd= "find /var/data/ppt |grep jpg";
$start = microtime(true);
exec($cmd, $files);
$index = 0;
foreach($files as $key =>$filename)
{
$outname= " /tmp/$func"."_"."$key.jpg";
$func($filename, $outname);
$index++;
}
$end = microtime(true);
echo "$func $index files: " . ($end- $start) . "s\n";
}
convert("imagick_resize");
convert("imagick_scale");
在上面的代碼中，我們分別使用了 resizeImage 和 scaleImage 來進(jìn)行圖片的壓縮，壓縮的是常見的 1-3M 之間的數(shù)碼相機(jī)圖片，得到如下運(yùn)行結(jié)果：
[root@localhostphpperf]# php55 imagick.php
imagick_ resize 169 files: 5.0612308979034s
imagick_ scale 169 files: 3.1105840206146s
[root@localhostphpperf]# php55 imagick.php
imagick_ resize 169 files: 4.4953861236572s
imagick_ scale 169 files: 3.1514940261841s
[root@localhostphpperf]# php55 imagick.php
imagick_ resize 169 files: 4.5400381088257s
imagick_ scale 169 files: 3.2625908851624s
169張圖片壓縮，使用 resizeImage 壓縮，速度在4.5S以上，而使用 scaleImage 則在 3.2S 左右，快了將近50%，壓縮的效果，用肉眼看不出明顯區(qū)別。當(dāng)然 resizeImage 的控制能力更強(qiáng)，不過對于批量處理而言，使用 scaleImage 是更好的選擇，尤其對頭像壓縮這種頻繁大量的操作。本節(jié)只是例舉了圖片壓縮 API 作為例子，也正像 explode 和 preg_ split 一樣，在 PHP 中，完成同樣一件事情，往往有多種手法。建議采用效率高的做法。
以上就是關(guān)于 PHP 開發(fā)的10個(gè)方面的對比，這些點(diǎn)涉及到 PHP 語法、寫法以及 API 的使用。有些策略隨著 PHP 的發(fā)展，有的已經(jīng)不再適用，有些策略則會一直有用。
有童鞋也許會說，在現(xiàn)實(shí)的開發(fā)應(yīng)用中，上面的某些觀點(diǎn)和解決策略，有點(diǎn)「然并卵」。為什么這么說呢？因?yàn)樵谝粋€(gè)程序的性能瓶頸中，最為核心的瓶頸， 往往并不在 PHP 語言本身。即使是跟 PHP 代碼中暴露出來的性能瓶頸，也常在外部資源和程序的不良寫法導(dǎo)致的瓶頸上。于是為了做好性能分析，我們需要向 PHP 的上下游戲延伸，比如延伸到后端的服務(wù)上去，比如延伸到前端的優(yōu)化規(guī)則。在這兩塊，都有了相當(dāng)多的積累和分析，雅虎也據(jù)此提出了多達(dá)35條前端優(yōu)化規(guī)則， 這些同 PHP 本身的性能分析構(gòu)成了一個(gè)整體，就是降低用戶的訪問延時(shí)。
所以前面兩部分所述的性能分析，只是有助于大家了解 PHP 開發(fā)本身，寫出更好的 PHP 程序，為你成為一個(gè)資深的 PHP 程序員打下基礎(chǔ)，對于實(shí)際生產(chǎn)中程序的效率提升，往往幫助也不是特別顯著，因?yàn)榇蠹乙部吹?，在文章的?shí)例中，很多操作往往是百萬次才能看出明顯的性能差別。在現(xiàn)實(shí)的頁面中，每一個(gè)請求很快執(zhí)行完成，對這些基礎(chǔ)代碼的調(diào)用，往往不會有這么多次調(diào)用。不過了解這些，總是好的。
那么，對于一個(gè)程序而言，其他的性能瓶頸可能存在哪里？我們將深入探討。所以在本系列的下兩篇，我們將探討 PHP 程序的外圍效源的效率問題和前端效率問題，敬請期待。
