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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. micro_bench.php 也可以在 PHP 源代码发布的 php-src/Zend 目录中找到
  3. mandelbrot.php https://gist.githubusercontent.com/dstogov/12323ad13d3240aee8f1/raw/37fed3beb7e666b70e199bcf361af541b3c30d2d/b.php

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. 5.1.6
  3. 5.2.17
  4. 5.3.29
  5. 5.4.45
  6. 5.5.38
  7. 5.6.28
  8. 7.0.13
  9. 7.1.0
  10. PHP-JIT(JIT实验分支)

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: