在理解 OPCache 功能之前,我们有必要先理解PHP-FPM + Nginx 的工作机制,以及PHP脚本解释执行的机制。
请求从Web浏览器到Nginx,再到PHP处理完成,一共要经历如下五个步骤:
第一步:启动服务
第二步:Request => Nginx
第三步:Nginx => PHP-FPM
第四步:PHP-FPM Master => Worker
第五步:PHP-FPM Worker => Master => Nginx
了解了PHP + Nginx 整体的处理流程后,我们接下来看一下PHP脚本具体执行流程,
首先我们看一个实例:
<?php if (!empty($_POST)) { echo "Response Body POST: ", json_encode($_POST), "\n"; } if (!empty($_GET)) { echo "Response Body GET: ", json_encode($_GET), "\n"; }
我们分析一下执行过程:
在PHP cli模式下,每次执行PHP脚本,四个步骤都会依次执行一遍;
在PHP-FPM模式下,步骤1)在PHP-FPM启动时执行一次,后续的请求中不再执行;步骤2)~4)每个请求都要执行一遍;
其实步骤2)、3)生成的语法树和opcode,同一个PHP脚本每次运行的结果都是一样的,
在PHP-FPM模式下,每次请求都要处理一遍,是对系统资源极大的浪费,那么有没有办法优化呢?
当然有,如:
OPCache 是Zend官方出品的,开放自由的 opcode 缓存扩展,还具有代码优化功能,省去了每次加载和解析 PHP 脚本的开销。
PHP 5.5.0 及后续版本中已经绑定了 OPcache 扩展。
缓存两类内容:
OPCache缓存的机制主要是:将编译好的操作码放入共享内存,提供给其他进程访问。
这里就涉及到内存共享机制,另外所有内存资源操作都有锁的问题,我们一一解读。
UNIX/Linux 系统提供很多种进程间内存共享的方式:
OPCache 使用了前三个共享内存机制,根据配置或者默认mmap 内存共享模式。
依据PHP字节码缓存的场景,OPCache的内存管理设计非常简单,快速读写,不释放内存,过期数据置为Wasted。
当Wasted内存大于设定值时,自动重启OPCache机制,清空并重新生成缓存。
任何内存资源的操作,都涉及到锁的机制。
共享内存:一个单位时间内,只允许一个进程执行写操作,允许多个进程执行读操作;
写操作同时,不阻止读操作,以至于很少有锁死的情况。
这就引发另外一个问题:新代码、大流量场景,进程排队执行缓存opcode操作;重复写入,导致资源浪费。
OPCache 是官方的Opcode 缓存解决方案,在PHP5.5版本之后,已经打包到PHP源码中一起发布。
它将PHP编译产生的字节码以及数据缓存到共享内存中, 在每次请求,从缓存中直接读取编译后的opcode,进行执行。
通过节省脚本的编译过程,提高PHP的运行效率。
如果正在使用APC扩展,做同样的工作,现在强烈推荐OPCache来代替,尤其是PHP7中。
Opcache 会缓存OPCode以及如下内容:
首先我们需要理解,什么是 Interned String?
在PHP5.4的时候, 引入了Interned String机制, 用于优化PHP对字符串的存储和处理。
尤其是处理大块的字符串,比如PHP doces时,Interned String 可以优化内存。
Interned String 缓存的内容包括: 变量名称、类名、方法名、字符串、注释等。
在PHP-FPM模式中,Interned String 缓存字符,仅限于Worker 进程内部。
而缓存到OPCache中,那么Worker进程之间可以使用 Interned String 缓存的字符串,节省内存。
我们需要注意一个事情,在PHP开发中,一般会有大段的注释,也会被缓存到OPCache中。
可以通过php.ini的配置,关闭注释的缓存。
但是,像Zend Framework等框架中,会引用注释,所以,是否关闭注释的缓存,需要区别对待。
是缓存,都存在过期,以及更新策略等。
而OPCache的更新策略非常简单,到期数据置为Wasted,达到设定值,清空缓存,重建缓存。
这里需要注意:在高流量的场景下,重建缓存是一件非常耗费资源的事儿。
OPCache 在创建缓存时并不会阻止其他进程读取。
这会导致大量进程反复新建缓存。所以,不要设置OPCache过期时间
每次发布新代码时,都会出现反复新建缓存的情况。如何避免呢?
opcache_compile_file()
进行编译缓存opcache.preferred_memory_model="mmap"
OPcache 首选的内存模块。如果留空,OPcache 会选择适用的模块, 通常情况下,自动选择就可以满足需求。可选值包括: mmap
,shm
, posix
以及 win32
。opcache.memory_consumption=64
OPcache 的共享内存大小,以兆字节为单位,默认64M
opcache.interned_strings_buffer=4
用来存储临时字符串的内存大小,以兆字节为单位,默认4M
opcache.max_wasted_percentage=5
浪费内存的上限,以百分比计。如果达到此上限,那么 OPcache 将产生重新启动续发事件。默认5
opcache.max_accelerated_files=2000
OPcache 哈希表中可存储的脚本文件数量上限。真实的取值是在质数集合 { 223, 463, 983, 1979, 3907, 7963, 16229, 32531, 65407, 130987 }
中找到的第一个大于等于设置值的质数。设置值取值范围最小值是 200
,最大值在 PHP 5.5.6 之前是 100000
,PHP 5.5.6 及之后是 1000000
。默认值2000
opcache.max_file_size=0
以字节为单位的缓存的文件大小上限。设置为 0 表示缓存全部文件。默认值0opcache.load_commentsboolean
如果禁用,则即使文件中包含注释,也不会加载这些注释内容。本选项可以和 opcache.save_comments
一起使用,以实现按需加载注释内容。opcache.fast_shutdown
boolean 如果启用,则会使用快速停止续发事件。所谓快速停止续发事件是指依赖 Zend 引擎的内存管理模块 一次释放全部请求变量的内存,而不是依次释放每一个已分配的内存块。opcache.file_cache
配置二级缓存目录并启用二级缓存。启用二级缓存可以在 SHM 内存满了、服务器重启或者重置 SHM 的时候提高性能。默认值为空字符串 ""
,表示禁用基于文件的缓存。opcache.file_cache_onlyboolean
启用或禁用在共享内存中的 opcode 缓存。opcache.file_cache_consistency_checksboolean
当从文件缓存中加载脚本的时候,是否对文件的校验和进行验证。opcache.file_cache_fallbackboolean
在 Windows 平台上,当一个进程无法附加到共享内存的时候, 使用基于文件的缓存,也即:opcache.file_cache_only=1
。需要显示的启用文件缓存。zend_extension=opcache.so
; Zend Optimizer + 的开关, 关闭时代码不再优化.
opcache.enable=1
; Determines if Zend OPCache is enabled for the CLI version of PHP
opcache.enable_cli=1
; Zend Optimizer + 共享内存的大小, 总共能够存储多少预编译的 PHP 代码(单位:MB)
; 推荐 128
opcache.memory_consumption=64
; Zend Optimizer + 暂存池中字符串的占内存总量.(单位:MB)
; 推荐 8
opcache.interned_strings_buffer=4
; 最大缓存的文件数目 200 到 100000 之间
; 推荐 4000
opcache.max_accelerated_files=2000
; 内存“浪费”达到此值对应的百分比,就会发起一个重启调度.
opcache.max_wasted_percentage=5
; 开启这条指令, Zend Optimizer + 会自动将当前工作目录的名字追加到脚本键上,
; 以此消除同名文件间的键值命名冲突.关闭这条指令会提升性能,
; 但是会对已存在的应用造成破坏.
opcache.use_cwd=0
; 开启文件时间戳验证
opcache.validate_timestamps=1
; 2s检查一次文件更新 注意:0是一直检查不是关闭
; 推荐 60
opcache.revalidate_freq=2
; 允许或禁止在 include_path 中进行文件搜索的优化
;opcache.revalidate_path=0
; 是否保存文件/函数的注释 如果apigen、Doctrine、 ZF2、 PHPUnit需要文件注释
; 推荐 0
opcache.save_comments=1
; 是否加载文件/函数的注释
;opcache.load_comments=1
; 打开快速关闭, 打开这个在PHP Request Shutdown的时候会收内存的速度会提高
; 推荐 1
opcache.fast_shutdown=1
;允许覆盖文件存在(file_exists等)的优化特性。
;opcache.enable_file_override=0
; 定义启动多少个优化过程
;opcache.optimization_level=0xffffffff
; 启用此Hack可以暂时性的解决”can’t redeclare class”错误.
;opcache.inherited_hack=1
; 启用此Hack可以暂时性的解决”can’t redeclare class”错误.
;opcache.dups_fix=0
; 设置不缓存的黑名单
; 不缓存指定目录下cache_开头的PHP文件. /png/www/example.com/public_html/cache/cache_
;opcache.blacklist_filename=
; 通过文件大小屏除大文件的缓存.默认情况下所有的文件都会被缓存.
;opcache.max_file_size=0
; 每 N 次请求检查一次缓存校验.默认值0表示检查被禁用了.
; 由于计算校验值有损性能,这个指令应当紧紧在开发调试的时候开启.
;opcache.consistency_checks=0
; 从缓存不被访问后,等待多久后(单位为秒)调度重启
;opcache.force_restart_timeout=180
; 错误日志文件名.留空表示使用标准错误输出(stderr).
;opcache.error_log=
; 将错误信息写入到服务器(Apache等)日志
;opcache.log_verbosity_level=1
; 内存共享的首选后台.留空则是让系统选择.
;opcache.preferred_memory_model=
; 防止共享内存在脚本执行期间被意外写入, 仅用于内部调试.
;opcache.protect_memory=0