PHP7.4 Preload 功能测试

PHP7.4 已经发布，发布了很多新特性，其中有一项功能比较吸引人，那就是预加载功能，可以将文件提前加载到内存当中，据说可以提升 PHP 性能，但是究竟是不是能提升，能提升多少，我们可以做一个实验来测试下。

 先上github地址     https://github.com/linkkong/php7.4-preload-test

思路

预加载的原理就是将类提前加载到内存中，这种提升在 fpm 场景下最适合，所以笔者做了以下几个角度的测试。

速度测试：比较 php7.4 预加载、php7.4 无预加载、php7.3 三种环境下，同一份文件访问的表现

空间测试：也就是上面三种环境下内存使用情况

CPU 使用的情况可以忽略，因为下面的测试使用了 docker，已经将 cpu 使用率降低到了 25%

工具

php 项目：1) 在 www 目录下面，默认访问的是 index.php 文件，里面引用了 www/Dog 目录下的三个文件 (增加文件读取操作);
2) 为了验证预加载确实读取类到了内存中，增加了 dog 类

使用 docker-compose 编排了三个 php 环境分别是 php7.4 预编译、php7.4 普通、php7.3 普通

  php74:
    image: php:7.4-fpm
    volumes:
      - ./www/:/var/www/html/:cached
      - ./php/preload.ini:/usr/local/etc/php/conf.d/preload.ini
    expose:
      - 9000
    deploy:
      resources:
        limits:
          cpus: '0.25'
          memory: 150M
  php741:
    image: php:7.4-fpm
    volumes:
      - ./www/:/var/www/html/:cached
    expose:
      - 9000
    deploy:
      resources:
        limits:
          cpus: '0.25'
          memory: 150M
  php73:
    image: php:7.3.9-fpm
    volumes:
      - ./www/:/var/www/html/:cached
    expose:
      - 9000
    deploy:
      resources:
        limits:
          cpus: '0.25'
          memory: 150M

预加载比普通多了一个预加载的配置文件，把 www/Dog 里的文件进行了 opcache_compile_file
参考 php/preload.ini 和 www/preload.php

增加 nginx 配置，参考 nginx/conf.d/default.conf

环境 Host

php7.4 预加载 http://localhost:8000/

php7.4 无加载 http://localhost:8001/

php7.3 普通 http://localhost:8002/

环境	Host
php7.4 预加载	http://localhost:8000/
php7.4 无加载	http://localhost:8001/
php7.3 普通	http://localhost:8002/

测试

打开 2 个窗口，分别执行下面的命令，不要关闭

      //监控docker容器的cpu使用和内存使用
      docker stats --format "table {{.Name}}\t{{.CPUPerc}}\t{{.MemUsage}}"
      //启动所有容器，必须使用--compatibility参数，否则CPU内存限制无效
      docker-compose --compatibility up

运行起环境后可以看到，php74_1 是预加载环境，php741_1 是无预加载环境，php73_1 是 php7.3 环境，php7.4 预加载环境已经比无预加载环境多使用了 0.08Mib 内存，至于是不是已经预加载了类，还不能下结论

下面采用 ab 来进行简单的压测，并用每秒请求数来进行对比

      ab -c 10 -n 1000 http://localhost:8000/

测试 index.php

测试 7.4 预加载、7.4 无预加载、7.3 三种环境的表现

环境和地址	第 1 次	第 2 次	第 3 次	第 4 次	第 5 次
7.4 预加载；http://localhost:8000/	268	367	410	345	359
7.4 无预加载；http://localhost:8001/	153	180	160	137	190
7.3；http://localhost:8002/	154	110	126	134	131

测试 dog.php

dog.php 包含了 Dog 文件夹下的内容，主要测试 dog 类，是否已经在内存中。用 curl 访问即可，或者浏览器打开

环境和地址	运行结果
7.4 预加载；http://localhost:8000/dog.php	Cannot declare interface AnimalInterface, because the name is already in use in /var/www/html/dog.php
7.4 无预加载；http://localhost:8001/dog.php	It is runningWang! Wang!
7.3；http://localhost:8002/dog.php	It is runningWang! Wang!

测试 cat.php

cat.php 包含 cat 类，就是将 dog 类改了下名字全部放到了 cat.php 文件中，减少文件读写；主要测试在文件读写次数一致的情况下程序的表现

环境和地址	第 1 次	第 2 次	第 3 次	第 4 次	第 5 次
7.4 预加载；http://localhost:8000/cat.php	334	305	337	395	366
7.4 无预加载；http://localhost:8001/cat.php	282	201	221	213	269
7.3；http://localhost:8002/cat.php	219	247	216	295	254

总结

php7.4 开启预加载，性能确实提升了很多，原因就是大幅度减少了文件读取的时间
未开启预加载的情况下，php7.3 和 php7.4 性能差距不大
php7.4 开启了预加载后，但是并没有预加载特定文件 (Cat 类) 性能居然也有提升，原因还不得而知？？？
从第二个测试来看 php7.4 开启预加载之后，类确实加载到了内存中，这就是提升效率的关键，但是在实际项目中，这个特性可能会因为不熟悉特性重复定义类导致项目报错挂掉 (潜在的风险)
没有做关于 laravel 的测试，因为不想做了，原理差不多
在实际应用中，应该对经常使用的类进行热加载，而不要全部加载，参考下面第二个文献

最终还是做了 Laravel 的测试，见图

laravel 项目是 6.5 版本，只修改了 route/web.php，把默认返回值改成了一个 json，其他均未修改

貌似 php7.4 只要开启 preload，不需要配置 preload 文件也能加快访问速度 (原理未知，可能是自动缓存了，如果是自动缓存，那么后期更新项目就需要重启 fpm，不然会有问题)，所以我在 www 目录下面放入了一个 laravel 项目，然后用 ab 进行了压测，压测结果特别低是因为对容器的 CPU 和内存做了限制。
从 2，3 图来看，没有开启 preload 的 php7.4 与 php7.3 性能相差无几，但是开启了 preload 的 php7.4，提升还是很明显的，降低了非常多的文件读取性能消耗

Laravel 第二次测试

经过韩天峰大佬指正，php7.3 和 php7.4 也应该同时开启 opcache，上面的实验提升很大其实是 opcache 的功劳。

对 laravel 的 vendor/laravel 文件进行了 preload，再次做了实验，得到如上的数据，相比较两个 php7.4 是否开启 preload 还是有差距的，但是 php7.3+opcache 的实验数据居然跟 php7.4+preload 性能接近，这个还有点想不通，需要进一步测试。也可能是 laravel 框架和 php7.4 并不适配，亦或是 opcache 开启的参数没有调优；