PHP 8新特性之JIT對PHP應用性能的影響

前言

PHP 8 新特性​

理解 PHP 8 的 JIT​zhuanlan.zhihu.com

即將發布的 PHP 8 最受大家關注的新特性就是引入了對 JIT 的支持，我已經簡單介紹了 JIT 是什么以及與 Opcache 的區別，這里簡單總結下：

• JIT 是在 Opcache 優化的基礎上結合 Runtime 信息將字節碼編譯為機器碼緩存起來
• 現有的 Opcache 優化不受任何影響，並且 PHP 的 JIT 是在 Opcache 中提供的
• JIT 不是對 Opcache 替代，而是增強，在啟用 JIT 的情況下，如果 Zend 底層發現特定字節碼已經編譯為機器碼，則可以繞過 Zend VM 直接讓 CPU 執行機器碼，從而提高代碼性能。

看起來很高大上，不過 JIT 主要針對 CPU 密集型操作優化效果明顯，而目前主流的 PHP Web 應用都是 IO 密集型操作，那么 PHP 8 引入的 JIT 對這些 Web 應用的性能有沒有提升呢？為此，特地編譯安裝了 PHP 8 Alpha 版本，並分別對命令行應用（CPU 密集型操作）和 Laravel 應用（IO 密集型操作）進行了簡單的基准測試來探個究竟。

 

准備一個 Ubuntu 虛擬機

注：PHP 的 JIT 只能在 X86 架構下生效，所以使用 Intel CPU 的 PC、Mac、Linux 環境均可支持。

 

由於目前 PHP 8 還沒有正式發布，只能下載源代碼編譯安裝，所以需要准備一個 Linux 環境作為測試環境。不少同學跟我反映沒怎么在 Windows 上演示過操作流程，所以今天我特地選擇在 Windows 10 專業版中通過 WSL 來安裝 Ubuntu 18.04 作為演示環境，這個比通過 Virtual Box 或者 VMWare 安裝虛擬機簡單多了，不得不說，從 Windows 10 開始，對開發者越來越友好了，雖然比起 Mac 還是有些距離，畢竟 Mac 是原生的類 Unix 系統。

 

言歸正傳，安裝 WSL 版 Ubuntu 虛擬機 Windows 官方提供了相應的文檔：Windows Subsystem for Linux Installation Guide for Windows 10 照着做就好了，非常簡單，在 Windows 商店下載安裝后，就可以點擊啟動按鈕啟動這個 Ubuntu 虛擬機了：

 

打開后的界面是這樣的，看起來和一個終端窗口差不多：

這個虛擬機使用起來的體驗比傳統的虛擬機要簡單一些，比如直接可以調用 Windows 宿主機的程序，比如 VS Code，在虛擬機中通過 Nginx 管理的 Web 應用也可以直接從 Windows 宿主機的瀏覽器訪問，無需配置端口映射，所以用來作為本地 Linux 測試開發環境很方便。

當然，如果你不想嘗鮮的話，使用傳統的虛擬機或者原生的 Ubuntu 系統都可以。

演示項目初始化

接下來，我們需要通過上面打開的終端窗口在這個 Ubuntu 虛擬機中安裝 Nginx，以及 PHP、Composer，通過以下幾個命令就可以搞定了：

sudo apt install nginx

sudo apt install php php-zip php-mbstring

sudo apt install composer

　　

然后通過 Composer 在 Nginx 默認 Web 根目錄 /var/www 目錄下安裝用於演示的 Laravel Web 項目（下載速度慢可以配置 Composer 全局鏡像）：

sudo composer create-project --prefer-dist laravel/laravel blog 6.* -vvv

　　

初始化完成后，可以通過 php artisan serve 測試下這個項目訪問是否正常。這里就不演示了。

編譯安裝 PHP 8 測試版

完成上述准備工作后，就可以開始 PHP 8 測試版本的編譯安裝了，首先，我們從 Github 下載 PHP 8 測試版本源碼（PHP 官網源碼包下載太慢）：

解壓並進入源碼根目錄：

tar zxvf php-8.0.0alpha2.tar.gz
cd php-8.0.0alpha2

　　

開始編譯安裝流程：

// 1、安裝相關依賴庫

sudo apt install -y pkg-config build-essential autoconf bison re2c libxml2-dev \

libsqlite3-dev libssl-dev libcurl4-openssl-dev libpng-dev libonig-dev libzip-dev

 

// 2、生成 configure 文件

./buildconf --force

 

// 3、配置構建流程

./configure --prefix=/usr/local/php8 \

--with-config-file-path=/usr/local/php8 \

--enable-mbstring  \

--enable-ftp  \

--enable-gd   \

--enable-mysqlnd \

--enable-pdo   \

--enable-sockets   \

--enable-fpm   \

--enable-xml  \

--enable-soap  \

--enable-pcntl   \

--enable-cli   \

--enable-json  \

--enable-tokenizer \

--enable-ctype \

--enable-bcmath  \

--with-openssl  \

--with-pear   \

--with-zlib  \

--with-iconv  \

--with-curl  \

--with-zip

 

// 4、構建

make

 

// 5、安裝

sudo make install

　　

最后一步執行成功后，會有 PHP 8 安裝成功的提示文本，你也可以通過如下命令驗證安裝成功：

當前 PHP 8 被安裝到了 /usr/local/php8 這個目錄下。

初始化配置文件

編譯安裝的 PHP 8 需要自行拷貝和設置配置文件，我們首先將基礎配置文件 php.ini 從源代碼目錄拷貝到 PHP 的安裝目錄：

sudo cp php.ini-production /usr/local/php8/php.ini

　　

由於 JIT 是在 Opcache 擴展中提供的，所以需要先啟動這個擴展，打開 /usr/local/php8/php.ini，取消對如下配置項的注釋（刪除前面的分號即可）：

zend_extension=opcache.so

opcache.enable=1

opcache.enable_cli=1

　　

然后來初始化 PHP-FPM 的配置文件。

先把 php8.0-fpm 二進制文件拷貝到 /etc/init.d 目錄下（還是在 php-8.0.0alpha2 源碼目錄下操作）：

sudo cp sapi/fpm/init.d.php-fpm /etc/init.d/php8.0-fpm

sudo chmod +x /etc/init.d/php8.0-fpm

　　

進入 /usr/local/php8/etc 目錄，初始化 PHP-FPM 配置文件：

cd /usr/local/php8/etc

sudo cp php-fpm.conf.default php-fpm.conf

　　

通過 vim 編輯器打開 php-fpm.conf，修改如下配置項（同時取消前面的分號注釋）：

pid = /run/php/php8.0-fpm.pid

　　

然后進入當前目錄下的 php-fpm.d 子目錄：

cd php-fpm.d

sudo cp www.conf.default www.conf

　　

打開 www.conf，修改如下配置項（同時取消前面的分號注釋）：

user = www-data

group = www-data

 

listen = /run/php/php8.0-fpm.sock

 

listen.owner = www-data

listen.group = www-data

listen.mode = 0660

　　

命令行應用基准測試

完成上述准備工作后，就可以正式開始測試工作了。

首先，我們來測試命令行應用，PHP 官方在源碼中提供了一個基准測試文件，我們進入源碼所在目錄 php-8.0.0alpha2，通過如下命令測試不啟動 JIT 情況下代碼運行情況：

/usr/local/php8/bin/php -d opcache.jit_buffer_size=0 Zend/bench.php

運行結果如下（運行時間，單位為 s）：

然后，再通過下面這條命令測試啟動 JIT 的情況下命令行代碼的運行情況：

/usr/local/php8/bin/php -d opcache.jit_buffer_size=64M -d opcache.jit=1205 Zend/bench.php

注：關於 opcache.jit_buffer_size 配置項比較好理解，而 opcache.jit 配置項對應配置值的每個數字代表不同含義，具體可以參考鳥哥的這篇博客：PHP 8 新特性之 JIT 簡介，里面講得非常詳細，一般對於命令行應用，將該配置值配置為 1205，對於 Web 應用，配置為 1235 或者 1255。

最終運行結果如下：

可以看到，在 CPU 密集型操作的命令行應用中，啟用 JIT 與不啟用相比，耗時降低了接近 60%，性能提升了 2 倍。

Web 應用基准測試

接下來，我們以 Laravel 演示項目為例，演示 PHP Web 應用中啟用 JIT 與不啟用性能有沒有提升。

啟動 PHP-FPM：

sudo /etc/init.d/php8.0-fpm start

　　

在 Nginx 中配置一個新的虛擬主機（/etc/nginx/sites-available/blog）：

server {

    listen 80;

    server_name blog.test;

    root /var/www/blog/public;

 

    index index.html index.htm index.php;

 

    charset utf-8;

 

    location / {

        try_files $uri $uri/ /index.php?$query_string;

    }

 

    location = /favicon.ico { access_log off; log_not_found off; }

    location = /robots.txt  { access_log off; log_not_found off; }

 

    error_page 404 /index.php;

 

    location ~ \.php$ {

        fastcgi_pass unix:/var/run/php/php8.0-fpm.sock;

        fastcgi_index index.php;

        fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $realpath_root$fastcgi_script_name;

        include fastcgi_params;

    }

 

    location ~ /\.(?!well-known).* {

        deny all;

    }

}

　　

然后進入 /etc/nginx/sites-enable 目錄，創建這個虛擬主機的軟連接：

sudo ln -s /etc/nginx/sites-available/blog blog

　　

啟動 Nginx：

sudo service nginx start

　　

在 Windows 系統的 C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts 文件中添加虛擬域名與主機地址的映射：

127.0.0.1 blog.test

　　

此時可以在 Windows 宿主機中通過瀏覽器訪問對應的 Laravel 項目，表示部署成功：

然后，我們還是在 Windows 中，通過 ab 命令對 blog.test 首頁進行壓力測試（此時尚未啟用 JIT）：

ab -n 10 -c 10 http://blog.test/

　　

注：-n 表示總請求數，-c 表示最大並發請求數。

測試結果如下，重點關注 RPS（每秒處理請求數）：

最后，在 Ubuntu 虛擬機中，打開 PHP 8 的配置文件 /usr/local/php8/php.ini，在 Opcache 配置項下新增 JIT 配置：

opcache.jit=1235

opcache.jit_buffer_size=64M

 

配置完成后，重啟 PHP-FPM 服務，再次回到 Windows 宿主機，通過 ab 命令對 http://blog.test 頁面進行壓力測試：

ab -n 10 -c 10 -s 60 http://blog.test/

注：-s 表示超時時間。

運行結果如下：

可以看到在 IO 密集型操作的 Web 應用中，啟用 JIT 與不啟用相比，性能不但沒有提升，反而有 10% 左右的損耗，至少在 Laravel 應用中是如此。

小結

當然，這里的測試僅限於的 Ubuntu 虛擬機環境（Windows WSL 版，配置是 8C8G），並且我也只是將 JIT 參數調整為官方建議的參數，沒有做更多的對比測試，但是可以肯定的是 JIT 對 CPU 密集型操作優化效果很好，對 Web 應用性能是否有提升，取決於你的環境和配置的調優，因此 JIT 對 IO 密集型操作應用的性能優化效果有限，更適用於 CPU 密集型操作場景的性能優化，比如圖像處理、機器學習等。