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PHP的性能演进(从PHP5.0到PHP7.1的性能速度全评测)

导读：PHP 是 Web 开发最常用的语言，每个大版本的更新都带来不少新特性和性能提升。特别是 PHP 7.0 的发布，带来 PHP
性能飞跃。本文作者对各个 PHP 版本进行了 CPU 性能基准测试，并且带来了PHP下个大版本的消息。本文中文版由高可用架构志愿者翻译。

自 1994 年 Rasmus Lerdorf 创建 PHP 以来， PHP 语言经历了许多改进，其中性能是开发人员在评估新版本时考虑的主要标准之一。

阅读这篇文章，可以了解从 PHP 5 到 7（包括 7.1）的性能提升，同时也将了解到即将加入到 PHP 8 的试验性的 JIT 分支版本的性能。

简介

本文将根据时间作出更新，增加更多信息和基准测试结果，包括尚未发布的新版本，以便更好地了解多年来 PHP 性能演变。如果您有更正或建议改进，请在文后留言。

自 1994 年 Rasmus Lerdorf 创建 PHP 以来， PHP 语言经历了激烈的演进。虽然第一版是一个简单的一人开发的
CGI 程序，Rasmus Lerdorf、Andi Gutmans 和 Zeev Suraski
加入了该语言的第三个版本的开发，并根本性重新设计。从那之后， PHP 开发组也创建并发展起来。

随着项目的发展，由于 PHP 3 天然的可扩展性， PHP 在核心和附加扩展开发的功能得到了蓬勃发展，如网络通信，解析，缓存和数据库支持。

语言本身也在发展，带来了一系列的改进。这包括支持面向对象的结构，例如类，接口， traits，闭包等。

对于许多开发人员来说，仅有新功能是不够的。随着语言越来越受欢迎， PHP 社区对于提供更好性能，可扩展性和更少内存使用的需求越来越强烈。

PHP 开发团队近 20 年来一直致力于解决这些需求，虽然 PHP 3 的引入大大提高了性能，但直到 Andi Gutmans 和 Zeev Suraski 引入 Zend Engine 并发布 PHP 4， PHP 的性能才开始变得正式起来。

2000 年推出的新的内存编译器和执行器模型大大提高了 PHP 的性能（提高了 5 倍甚至 10 倍），并首次被正式的 Web 应用程序和站点所使用。我们可以说，今天 PHP 的成果远远超出了任何人在 PHP 项目诞生时的期望。

PHP 的蓬勃发展增加了改善性能的欲望。幸运的是， Zend Engine 中设计的模型为持续优化性能提供了良好的基础。

虽然 PHP 5.0 没有带来实质性的性能提升，并且在某些情况下甚至比 PHP4 更慢，一个由 Dmitry Stogov
领导的团队在社区的大力帮助下已经在后续版本中不断优化语言，在 PHP 5.6 发布的时候，在大多数情况下，性能提升在 1.5x 和 3x 之间。

2015 年 12 月， PHP 7.0 取得了重大突破。 2016 年 12 月，7.1 版本也带来了一系列增强功能。

PHP 8 性能展望

这是一个前途光明的版本，目前正在开发当中，由 Zend 的 Dmitry Stogov 主导。虽然它是基于 PHP 7.1 版本基础，但实际版本号尚未定义，所以本文称这个版本为“试验 JIT”分支下。

关键功能 JIT（Just-In-Time）编译，是一种将代码转换为另一种字节码（比如运行它的机器 CPU 的本地代码）的技术。 JIT 可以使程序运行更快。

本文涵盖了几个基准测试的结果，从 PHP 5 的第一个版本到 PHP 的试验性 JIT 分支版本，PHP 5 之前的版本性能本文不作介绍。

在写这篇文章的时候，我们很难确定 PHP 8 之前是否会有另一个主要版本，比如 PHP 7.2。但是可以假设在 PHP 8 发布时，它已经包括当前试验版 JIT 分支的强大功能。

PHP 性能评估

本文只运行纯 CPU 任务脚本的基准测试（不需要I / O操作的任务例如访问文件，网络或数据库连接）。

使用的基准测试脚本如下所示： 

    
	
	
  1. 
		bench.php  可在PHP源代码的 php-src/Zend 目录
	
    2. 

	
  2. 
		micro_bench.php 也可以在 PHP 源代码发布的 php-src/Zend 目录中找到
	
    3. 

	
  3. 
		mandelbrot.php  https://gist.githubusercontent.com/dstogov/12323ad13d3240aee8f1/raw/37fed3beb7e666b70e199bcf361af541b3c30d2d/b.php
	
    4.

基准脚本仅使用每个PHP主要版本的最新小版本运行。因此，测试的版本如下： 

    
	
	
  1. 
		5.0.5
	
    2. 

	
  2. 
		5.1.6
	
    3. 

	
  3. 
		5.2.17
	
    4. 

	
  4. 
		5.3.29
	
    5. 

	
  5. 
		5.4.45
	
    6. 

	
  6. 
		5.5.38
	
    7. 

	
  7. 
		5.6.28
	
    8. 

	
  8. 
		7.0.13
	
    9. 

	
  9. 
		7.1.0
	
    10. 

	
  10. 
		PHP-JIT(JIT实验分支)
	
    11.

当然，我想确定，我们在相同的基准上运行所有小版本，例如在 5.3.0 到 5.3.29 之间。结果是有说服力的：性能方面的主要增强不是由小版本带来的，而是主要版本号的变化，例如从 PHP 5.4 到 PHP 5.5，或从PHP 5.6 到 PHP 7。

小版本没有显示任何明显的性能改进。这意味着相同的脚本应该以相同的速度运行，无论您使用 PHP 5.4.0 还是 PHP 5.4.45。

您可以查看基准进程部分，详细说明主机系统的设置，各个基准的运行方式以及如何解释时序结果。

纯 CPU 基准测试结果

这部分给出了每个 PHP 版本的基准测试结果。

每个基准列显示 3 个值：

  • 时间： 执行时间，以秒和毫秒为单位
  • ％rel, gain：相对于以前的版本收益的执行时间。 在下面的表格中，例如，％rel。 bench.php 和版本 5.3.29 的收益是 31.89％，意味着该脚本比 5.2.17 版本运行快 31.89％。
  • %abs, gain：与 PHP 5.0 相比脚本运行的收益。 如果你看看bench.php 和试验性的 JIT 分支的这个列的交集，你会注意到，对于这个特定的测试基准，PHP 8 比 PHP 5.0 快 41 倍以上。

纯CPU基准测试的结果如下所示：

CPU基准测试

CPU基准测试


(1)测试不能在 5.3 之前的版本上运行，因为它使用了尚未实现的对象功能。
(2)此列中的结果有点偏颇，因为基准需要至少 PHP 5.3 运行。把它们当成纯粹说明，因为他们不能与 PHP 5.0 性能进行比较。
(3)这是一个 mandelbrot.php 脚本的修改版本，它运行得太快，在 7.1.0 和试验 JIT 分支无法准确的统计时间，我们在脚本中运行计算 100 次而不是 1 次。

纯CPU测试曲线图

当然，这些都是纯 CPU 的基准测试。它们不涵盖 PHP 性能的所有方面，它们可能不代表真实情况。但是结果足够显著，足以说明几个方面的问题：

PHP-CGI与php-fpm的区别

php-cgi是被调用的进程，php-fpm是配置和管理进程的。

cgi效率低，每次来了PHP请求，新建立一个PHP进程来解析，解析完毕进程销毁，再来请求再起进程。。。

fpm=fastcgi process manage，维持一定数量的进程数，供nginx调用，不用每次都新建进程，速度更快。原理上有点类似于数据库连接池吧。

CGI 是用来接收HTTP请求的一个程序，例如[127.0.0.1/index.php?c=article&id=11，这个请求通过apahce、nginx等等过来，然后http服务器发送给php-cgi（就是php用来接收http的程序），这个玩意儿每次新建一个进程的时候都要读取和加载php.ini的一堆参数，然后才能开始接收请求，比较慢。

FASTCGI的工作原理是首先启动一个master，这个master加载了所有的配置信息等等，master会新建很多个worker，然后每次有请求的时候master负责把请求分配给相应的worker，这样避免了重复加载和启动，就是一个提交cgi程序效能的东西，fastcgi这个东西只是一个协议（你可以理解为是一个没实现的想法），并不是一个程序。

PHP-FPM就是实现这个想法的程序，CGI很蠢，不会管理进程，而PHP-FPM会根据实际情况，创建worker或者关掉worker进程，保持一定量的worker，请求多了，worker就多了，请求少了，worker就会被关掉一部分，你可以理解为它是一个高效CGI的进程管理器。