Linux实战教学笔记36：PHP服务缓存加速深度优化实践

时间：2022-09-09 17:15:26

一，PHP缓存加速器介绍与环境准备

1.1 PHP缓存加速器介绍

1.1.1 操作码介绍及缓存原理

当客户端请求一个PHP程序时，服务器的PHP引擎会解析该PHP程序，并将其编译为特定的操作码（Operate Code，简称opcode）文件，该文件是执行PHP代码后的一种二进制表示形式。默认情况下，这个编译好的操作码文件由PHP引擎执行后丢弃。而操作码缓存（Opcode Cache）的原理就是将编译后的操作码保存下来，并放到共享内存里，以便在下一次调用该PHP页面时重用它，避免了相同代码的重复编译，节省了PHP引擎重复编译的时间，降低了服务器负载，同时减少了CPU和内存开销。

1.1.2 PHP缓存加速软件介绍

为了提高PHP引擎的高并发访问及执行速度，产生了一系列PHP缓存加速软件。这些软件设计的目的就是缓存前文提到的PHP引擎解析过的1操作码文件，以便在指定时间内有相同的PHP程序请求访问时，不再需要重复解析编译，而是直接调用缓存中的PHP操作码文件，这样就提高了动态Web服务的处理速度，从而提升了用户访问企业网站的整体体验。

1.2 LAMP环境PHP缓存加速器的原理

下面简单介绍Apache环境的PHP缓存加速器原理

在LAMP环境中，Apache服务是使用libphp5.so响应处理PHP程序请求的，整个流程大概如下：

1）Apache接收客户的PHP程序请求，并根据规则过滤之。

2）Apache将PHP程序请求传递给PHP处理模块libphp5.so

3）PHP引擎定位磁盘上的PHP文件，并将其加载到内存中解析。

4）PHP处理模块libphp5.so将PHP源代码编译成为opcode。

5）PHP处理模块libphp5.so执行opcode，然后把opcode缓存起来。

6）Apache接收客户端新的PHP程序请求，PHP引擎直接读取缓存执行opcode文件，并将结果返回。在这一次任务中，就无第4步的编译解析了，从而提升了PHP编译解析效率。

PHP缓存加速器解决的是上述第5步的问题，默认情况下PHP会将opcode内容执行后丢弃，这里却通过PHP缓存加速软件，将opcode内容缓存了下来，目的是当有重复请求时，不需要再重复编译解析PHP程序代码，因为在高并发高访问量的网站上，大量的重复编译会消耗很多的系统资源和时间，而这也就会成为瓶颈，既影响了处理速度，又加重了服务器的负载，为了解决此问题，PHP缓存加速器就这样诞生了。

下图是LAMP环境下PHP请求及操作码缓存过程的原理示意图：

Linux实战教学笔记36：PHP服务缓存加速深度优化实践

1.3 LNMP环境PHP缓存加速器的原理详解

在LNMP环境中，PHP引擎不再使用libphp5.so模块了，而是启动了独立的FCGI即php-fpm进程，由它监听来自Nginx的PHP程序请求，并交给PHP引擎解析处理，整个执行流程大概如下：

1）Nginx接收客户端的PHP程序访问请求

2）Nginx根据扩展名等过滤规则将PHP程序请求传递给解析PHP的FCGI（php-fpm）进程

3）PHP FPM进程调用PHP解析器读取站点磁盘上的PHP文件，并加载到内存中。

4）PHP解析器将PHP程序编译成为opcode文件，然后把opcode缓存起来。

5）PHP FPM引擎执行opcode树后，返回数据给Nginx，进而返回客户端。

6）Nginx接收客户新的PHP程序请求，PHP FPM引擎就会直接读取缓存中的opcode并执行，将结果返回。该过程中无需第4步操作，从而提升了PHP编译解析效率。

下图为LNMP环境下PHP请求及操作码缓存过程的原理示意图

Linux实战教学笔记36：PHP服务缓存加速深度优化实践

1.4 PHP缓存加速器软件种类及选择建议

  • PHP缓存加速器软件常见的种类有XCache，eAccelerator，APC（Alternative PHP Cache），ZendOpcache等，那么，在企业环境我们要如何选择PHP缓存加速器软件呢？
  • 事实上，任选其一即可，没必要都安装上1，都安装也可能会发生冲突。总的建议就是根据企业的业务需求及选择前的压力测试结果，或者根据个人的经验偏好选择。不过，我建议同学们首选XCache，其次是eAccelerator，如果想尝新，可以选择ZendOpcache。
  • [x] :首选XCache的原因如下：
    • 经过测试，XCache效率更高，速度更快
    • XCache软件开发社区更活跃。
    • 支持更高版本的PHP，例如PHP5.5，PHP5.6
  • [x] :次选eAccelerator的原因如下：
    • 安装及配置参数更简单，加速效果也不错。
    • 文档资料较多，但官方对软件的更新很慢，社区不活跃
    • 仅适合PHP版本5.4以下的程序
  • [x] :选择ZendOpcache的原因如下：
    • 是PHP官方研发的新一代缓存加速软件，以后的发展潜力可能会很好，PHP5.5以前的版本可以通过ZendOpcache软件以插件扩展的方式安装，从PHP5.5版本开始已经整合到PHP软件里了，编译时只需要指定一个参数即可，例如：--enable-opcache。
    • ZendOpcache可能是未来的缓存加速首选，现在的稳定性还有待检验，小规模环境下PHP5以前的版本可以通过插件式安装使用，PHP5以上的版本可以直接指定参数编译使用。若可以忍受ZendOpcache的各种未知问题的话，也可以尝试使用。

1.5 PHP缓存加速器安装环境准备

1.5.1 LNMP基础Web环境准备

在安装PHP的扩展及缓存加速软件之前，需要先安装好LNMP的完整环境，例如：能配置出现phpinfo信息的界面，表示PHP服务正常安装，同时最好可以编写一个调用数据库的简单PHP程序，例如test_mysql.php,进而确认MySQL数据库是否正常。在之前的课程中已经详细讲解了LNMP环境的安装，配置及部署方法，此处不再多提。

当前LNMP环境软件的各个版本信息如下表：

软件 版本
Linux CentOS6.5 64bit
Nginx 1.6.2
MySQL 5.5.32
PHP 5.3.28

如果上述软件的版本对不上，在安装PHP的扩展软件时可能会遇到一些小问题。因此，建议在学习中使用的版本尽量和教案保持一致，否则可能会出现额外的问题，影响学习进度，等按照书上的操作完成了部署后，再去变换版本操作。这样的学习方法是最好的。

1.5.2 检查LNMP的软件版本

1）查看Linux内核及版本相关信息，命令如下：

[root@LNMP ~]# cat /etc/redhat-release

CentOS release 6.5 (Final)

[root@LNMP ~]# uname -r

2.6.32-431.el6.x86_64

[root@LNMP ~]# uname -m

x86_64

2）查看Nginx Web版本相关信息，命令如下：

[root@LNMP ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -v

nginx version: nginx/1.6.2

3）查看PHP服务版本相关信息，命令如下：

[root@LNMP ~]# /usr/local/php/bin/php -v

PHP 5.3.28 (cli) (built: Aug 21 2017 19:03:26)

Copyright (c) 1997-2013 The PHP Group

Zend Engine v2.3.0, Copyright (c) 1998-2013 Zend Technologies

4）查看MySQL服务版本相关信息，命令如下：

[root@LNMP ~]# mysqladmin -uroot -p123123 version

mysqladmin  Ver 8.42 Distrib 5.5.32, for linux2.6 on x86_64

Copyright (c) 2000, 2013, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.

Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its

affiliates. Other names may be trademarks of their respective

owners.

Server version		5.5.32

Protocol version	10

Connection		Localhost via UNIX socket

UNIX socket		/tmp/mysql.sock

Uptime:			5 min 21 sec

Threads: 1  Questions: 168  Slow queries: 0  Opens: 113  Flush tables: 1  Open tables: 4  Queries per second avg: 0.523

1.6 有关LNMP环境扩展插件的部署说明

1.6.1 LNMP缓存加速特别提示

不管是Apache还是Nginx，最后都是通过PHP提供动态程序解析的，因此，不管是Apache的libphp5.so模块方式，还是Nginx的FCGI的PHP服务方式，最终在PHP引擎上的优化是一致的，即都是基于PHP服务（php.ini）的，因此，如无特殊说明，本节以后的环境安装和优化均适用于LNMP和LAMP。

1.6.2 解决部分加速软件的Perl编译问题

在下面各类软件的安装编译过程中，如果不解决Perl的一些环境问题可能会带来意想不到的安装错误或警告。为了避免出现这些问题导致前功尽弃，下面把一些拦路虎提前告诉大家，并解决之。

（1）配置环境变量LC_All

#配置环境变量LC_ALL的过程如下：

[root@LNMP ~]# echo 'export LC_ALL=C' >> /etc/profile

#设置环境变量，解决后面Perl程序插件的编译问题。符号“>>”表示向文件最佳内容

[root@LNMP ~]# tail -1 /etc/profile

#查看是否正确追加了export LC_ALL=C环境配置

export LC_ALL=C

[root@LNMP ~]# source /etc/profile

#使增加的环境变量配置生效

[root@LNMP ~]# echo $LC_ALL

C            #查看生效结果，如果不设置该变量，在安装某些加速软件时，可能会遇到如下警告（安装eAccelerator时遇到警告）

（2）安装Perl相关软件依赖

需要提前安装Perl相关软件依赖软件包，执行yum -y install perl-CPAN或yum -y install perl-devel，任意一个即可，大约依赖17个包，提前解决后面安装软件时可能遇到的报错问题。

如果不安装上述软件包，在后面安装ImageMagick时可能会报错。后文安装ImageMagick时有相应的报错说明。

二，安装PHP缓存加速器扩展

2.1 安装PHP eAccelerator缓存加速模块

2.1.1 eAccelerator缓存加速插件说明

  • eAccelerator是一个免费的，开放源代码的PHP加速，优化及缓存的扩展插件软件，它可以缓存PHP程序编译后的中间代码文件（opcode），session数据等，降低PHP程序在编译解析时对服务器的性能开销。eAccelerator还可以加快PHP程序的执行速度，降低服务器负载压力，使PHP程序代码执行效率提高1~10倍。
  • eAccelerator会把编译好的PHP程序存放在共享内存里，然后每次从内存里调用执行，可以设定把一些不适合放在内存里缓存的编译结果存储到磁盘上，默认情况下，磁盘和内存缓存都会被eAccelerator使用。
  • eAcclelerator诞生于2004年，前身是Turck MMCache，因为开发者进入了Zend公司工作，所以开发eAccelerator的人继承了Turck MMCache的一些特性，从而设计出了eAccelerator加速器。
  • eAccelerator算是一个“老牌”的缓存加速软件，曾经在结合PHP引擎解析时被广泛使用，成熟稳定，目前代码更新不活跃，因此，使用的企业逐渐减少，但eAccelerator仍是一款值得信赖的缓存加速软件。XCache的官方也称赞eAccelerator是不错的opcode缓存器。
  • eAccelerator0.9.6.1版下载地址：https://github.com/eaccelerator/eaccelerator/downloads

2.1.2 eAccelerator插件安装过程

[root@LNMP ~]# ls -l eaccelerator-0.9.6.1.tar.bz2

-rw-r--r-- 1 root root 106049 Aug 22 17:05 eaccelerator-0.9.6.1.tar.bz2

[root@LNMP ~]# tar xf eaccelerator-0.9.6.1.tar.bz2 -C /usr/src/

[root@LNMP ~]# cd /usr/src/eaccelerator-0.9.6.1/

[root@LNMP eaccelerator-0.9.6.1]# /usr/local/php/bin/phpize

Configuring for:

PHP Api Version:         20090626

Zend Module Api No:      20090626

Zend Extension Api No:   220090626

[root@LNMP eaccelerator-0.9.6.1]# ./configure --enable-eaccelerator=shared --with-php-config=/usr/local/php/bin/php-config

[root@LNMP eaccelerator-0.9.6.1]# make

..以上省略若干..

Build complete.

Don't forget to run 'make test'.

[root@LNMP eaccelerator-0.9.6.1]# make install

Installing shared extensions:     /usr/local/php5.3.28/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20090626/

[root@LNMP eaccelerator-0.9.6.1]# ls /usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20090626/

eaccelerator.so             #最后生成了eaccelerator.so模块就表示eaccelerator成功安装

2.2 安装PHP XCache缓存加速模块

2.2.1 XCache缓存加速插件说明

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