PHP主管岗位面试被问到opcache是用来干吗的？-外链论坛

b1gc8v 发表于 2024-10-4 19:05:58

PHP主管岗位面试被问到opcache是用来干吗的？

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前言
opcache从字面意思，肯定是缓存这一起的。然则你是不是晓得它的工作原理是怎么样的呢？
这儿一点一点让你认识！PHP项目中，尤其是在高并发大流量的场景中，怎样提高PHP的响应时间，是一项非常重要的工作。而Opcache又是优化PHP性能不可缺失的组件，尤其是应用了PHP框架的项目中，功效更加是显著。
1、概述
在理解 OPCache 功能之前，咱们有必要先理解PHP-FPM + Nginx 的工作机制，以及PHP脚本解释执行的机制。
1、PHP-FPM + Nginx 的工作机制
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过程：
第1步：起步服务
起步PHP-FPM。PHP-FPM 支持两种通信模式：TCP socket和Unix socket；
PHP-FPM 会起步两种类型的进程：Master 进程和 Worker 进程，前者负责监控端口、分配任务、管理Worker进程；后者便是PHP的cgi程序，负责解释编译执行PHP脚本。
起步Nginx。首要会载入 ngx_http_fastcgi_module 模块，初始化FastCGI执行环境，实现FastCGI协议请求代理
这儿要重视：fastcgi的worker进程(cgi进程)，是由于PHP-FPM来管理，不是Nginx。Nginx只是代理
第二步：Request => Nginx
Nginx 接收请求，并基于location配置，选取一个合适handler
这儿便是代理PHP的 handler
第三步：Nginx => PHP-FPM
Nginx 把请求翻译成fastcgi请求
经过TCP socket/Unix Socket 发送给PHP-FPM 的master进程
第四步：PHP-FPM Master => Worker
PHP-FPM master 进程接收到请求
分配Worker进程执行PHP脚本，倘若无空闲的Worker，返回502错误
Worker(php-cgi)进程执行PHP脚本，倘若超时，返回504错误
处理结束，返回结果
第五步：PHP-FPM Worker => Master => Nginx
PHP-FPM Worker 进程返回处理结果，并关闭连接，等待下一个请求
PHP-FPM Master 进程经过Socket 返回处理结果
Nginx Handler次序将每一个响应buffer发送给第1个filter → 第二个 → 以此类推 → 最后响应发送给客户端
2、PHP脚本解释执行的机制
认识了PHP + Nginx 整体的处理流程后，咱们接下来看一下PHP脚本详细执行流程，首要咱们看一个实例：<?phpif (!empty($_POST)) {echo "Response Body POST: ", json_encode($_POST), "\n";}if (!empty($_GET)) {echo "Response Body GET: ", json_encode($_GET), "\n";}
咱们分析一下执行过程：
php初始化执行环节，起步Zend引擎，加载注册的扩展模块
初始化后读取脚本文件，Zend引擎对脚本文件进行词法分析(lex)，语法分析(bison)，生成语法树
Zend 引擎编译语法树，生成opcode，
Zend 引擎执行opcode，返回执行结果
在PHP cli模式下，每次执行PHP脚本，四个过程都会依次执行一遍；
在PHP-FPM模式下，过程1)在PHP-FPM起步时执行一次，后续的请求中再也不执行；过程2)~4)每一个请求都要执行一遍；
其实过程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同样的，
在PHP-FPM模式下，每次请求都要处理一遍，是对系统资源极重的浪费，那样有无办法优化呢？
当然有，如：
OPCache：前身是Zend Optimizer+ ，是 Zend Server 的一个开源组件；官方出品，强力举荐
APC：Alternative PHP Cache 是一个开放自由的 PHP opcode 缓存组件，用于缓存、优化 PHP 中间代码；已然不更新了不举荐
APCu：是APC的一个分支，共享内存，缓存用户数据，不可缓存opcode，能够协同Opcache 运用
eAccelerate：一样是不更新了，不举荐
xCache：再也不举荐运用了
2、OPCache 介绍
OPCache 是Zend官方出品的，开放自由的 opcode 缓存扩展，还拥有代码优化功能，省去了每次加载和解析 PHP 脚本的开销。
PHP 5.5.0 及后续版本中已然绑定了 OPcache 扩展。
缓存两类内容:
OPCode
Interned String，如注释、变量名等
3、OPCache 原理
OPCache缓存的机制重点是：将编译好的操作码放入共享内存，供给给其他进程拜访。
这儿就触及到内存共享机制，另一所有内存资源操作都有锁的问题，咱们一一诠释。
1、共享内存
UNIX/Linux 系统供给非常多种进程间内存共享的方式：
1）System-V shm API: System V共享内存
sysv shm是持久化的，除非被一个进程知道的删除，否则它始终存在于内存里，直到系统关机；
2）mmap API：
mmap映射的内存在不是持久化的，倘若进程关闭，映射随即失效，除非事先已然映射到了一个文件上
内存映射机制mmap是POSIX标准的系统调用，有匿名映射和文件映射两种
mmap的一大优点是把文件映射到进程的位置空间
避免了数据从用户缓冲区到内核page cache缓冲区的复制过程；
当然还有一个优点便是不需要频繁的read/write系统调用
3）POSIX API：System V 的共享内存是过时的, POSIX共享内存提供了运用更简单、设计更恰当的API。
4）Unix socket API
OPCache 运用了前三个共享内存机制，按照配置或默认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。
2、互斥锁
任何内存资源的操作，都触及到锁的机制。
共享内存：一个单位时间内，只准许一个进程执行写操作，准许多个进程执行读操作；
写操作同期，不阻止读操作，以至于很少有锁死的状况。
这就诱发另一一个问题：新代码、大流量场景，进程排队执行缓存opcode操作；重复写入，引起资源浪费。
4、OPCache 缓存诠释
OPCache 是官方的Opcode 缓存处理方法，在PHP5.5版本之后，已然打包到PHP源码中一块发布。
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。
经过节省脚本的编译过程，加强PHP的运行效率。
倘若正在运用APC扩展，做一样的工作，此刻剧烈举荐OPCache来代替，尤其是PHP7中。
1、OPCode 缓存
Opcache 会缓存OPCode以及如下内容：
PHP脚本触及到的函数
PHP脚本中定义的Class
PHP脚本文件路径
PHP脚本OPArray
PHP脚本自己结构/内容
2、Interned String 缓存
首要咱们需要理解，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，例如PHP doces时，Interned String 能够优化内存。
Interned String 缓存的内容包含：变量名叫作、类名、办法名、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，那样Worker进程之间能够运用 Interned String 缓存的字符串，节省内存。
咱们需要注意一个事情，在PHP研发中，通常会有大段的注释，亦会被缓存到OPCache中。能够经过php.ini的配置，关闭注释的缓存。
然则，像Zend Framework等框架中，会引用注释，因此，是不是关闭注释的缓存，需要区别对待。
5、OPCache更新策略
只要是缓存，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。
这儿需要重视：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。这会引起海量进程反复新建缓存。因此，不要设置OPCache过期时间
每次发布新代码时，都会显现反复新建缓存的状况。怎样避免呢？
不要在高峰期发布代码，这是任何状况下都要遵守的规则
代码预热，例如运用脚本批量调PHP 拜访URL，或运用OPCache 暴露的API 如opcache_compile_file() 进行编译缓存
6、OPCache 的配置
1、内存配置
opcache.preferred_memory_model="mmap" OPcache 首选的内存模块。倘若留空，OPcache 会选取适用的模块， 一般状况下，自动选取就能够满足需要。可选值包含：mmap，shm, posix 以及 win32。
opcache.memory_consumption=64 OPcache 的共享内存体积，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体积，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。倘若达到此上限，那样 OPcache 将产生重新起步续发事件。默认5
2、准许缓存的文件数量以及体积
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1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体积上限。设置为 0 暗示缓存所有文件。默认值0
3、注释关联的缓存
opcache.load_commentsboolean 倘若禁用，则即使文件中包括注释，亦不会加载这些注释内容。本选项能够和 opcache.save_comments 一块运用，以实现按需加载注释内容。
opcache.fast_shutdown boolean 如果启用，则会运用快速停止续发事件。所说快速停止续发事件指的是依赖 Zend 引擎的内存管理模块一次释放所有请求变量的内存，而不是依次释放每一个已分配的内存块。
4、二级缓存的配置
opcache.file_cache 配置二级缓存目录并启用二级缓存。启用二级缓存能够在 SHM 内存满了、服务器重启或重置 SHM 的时候加强性能。默认值为空字符串 ""，暗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，是不是对文件的校验和进行验证。
opcache.file_cache_fallbackboolean 在 Windows 平台上，当一个进程没法附加到共享内存的时候， 运用基于文件的缓存，亦即：opcache.file_cache_only=1。需要表示的启用文件缓存。
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