LAMP應(yīng)用程序調(diào)優(yōu)的5種方法
圖-LAMP
LAMP應(yīng)用程序調(diào)優(yōu)的5種方法如下：
簡(jiǎn)介
Wikipedia、Facebook 和 Yahoo! 等主要 web 屬性使用 LAMP 架構(gòu)來(lái)為每天數(shù)百萬(wàn)的請(qǐng)求提供服務(wù)，而 Wordpress、Joomla、Drupal 和 SugarCRM 等 web 應(yīng)用程序軟件使用其架構(gòu)來(lái)讓組織輕松部署基于 web 的應(yīng)用程序。
該架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于其簡(jiǎn)單性。而 .NET 這樣的堆棧和 Java™ 技術(shù)可能使用大量硬件、昂貴的軟件棧和復(fù)雜的性能調(diào)優(yōu)，LAMP 堆?？梢赃\(yùn)行于商品硬件之上，使用開源軟件棧。由于軟件棧是一個(gè)松散的組件集，而非一個(gè)整體堆棧，性能調(diào)優(yōu)是一大挑戰(zhàn)，因?yàn)樾枰治龊驼{(diào)優(yōu)每個(gè)組件。
然而，這有幾個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單性能任務(wù)會(huì)對(duì)任何規(guī)模的網(wǎng)站的性能產(chǎn)生巨大的影響。在本文中，我們將探討旨在優(yōu)化 LAMP 應(yīng)用程序性能的 5 個(gè)這樣的任務(wù)。這些項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)很少需要對(duì)您的應(yīng)用程序進(jìn)行架構(gòu)更改，使其成為最大化您的 web 應(yīng)用程序所需的響應(yīng)能力和硬件需求的安全、便捷的選擇。
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使用操作碼緩存
提高任何 PHP 應(yīng)用程序(當(dāng)然是 LAMP 中的 “P”)的性能的最簡(jiǎn)單方式是利用一個(gè)操作碼緩存。對(duì)于我使用的任何網(wǎng)站，它是我確保存在的一項(xiàng)內(nèi)容，因?yàn)樾阅苡绊懞艽?很多時(shí)候有了操作碼緩存，響應(yīng)時(shí)間可減少一半)。但是對(duì) PHP 不熟悉的大部分人的一個(gè)很大的疑問是，為何改進(jìn)會(huì)如此之大。答案在于 PHP 如何處理 web 請(qǐng)求。圖 1 概覽了 PHP 請(qǐng)求的流程。
圖 1. PHP 請(qǐng)求
由于 PHP 是一種解釋語(yǔ)言，而非 C 或 Java 等編譯語(yǔ)言，對(duì)每個(gè)請(qǐng)求執(zhí)行了 “解析-編譯-執(zhí)行” 的整個(gè)步驟。您可以看到為何這會(huì)耗時(shí)、耗資源，特別是當(dāng)腳本在請(qǐng)求之間很少變化時(shí)。解析和編譯腳本之后，腳本作為一系列操作碼處于機(jī)器可解析狀態(tài)。這是操作碼緩存發(fā)揮效用的地方。它作為一系列操作碼緩存這些編譯腳本，以避免為解析和編譯每個(gè)請(qǐng)求步驟。您將在圖 2 中看到這樣的工作流是如何運(yùn)作的。
圖 2. PHP 請(qǐng)求使用操作碼緩存
因此當(dāng) PHP 腳本的緩存操作碼存在時(shí)，我們可以跳過(guò) PHP 請(qǐng)求流程的解析和編譯步驟，直接執(zhí)行緩存操作碼并輸出結(jié)果。檢查算法負(fù)責(zé)處理您可能對(duì)腳本文件進(jìn)行了更改的情況，因此在已變更腳本的第一個(gè)請(qǐng)求后，會(huì)為隨后的請(qǐng)求自動(dòng)重新編譯和緩存操作碼，替換緩存的腳本。
操作碼緩存對(duì)于 PHP 流行已久，其中早期的一些要追溯到 PHP V4 的全盛期。目前有一些流行選項(xiàng)正在積極開發(fā)和使用中：
替代 PHP 緩存(APC)可能是 PHP 最流行的操作碼緩存(參見 參考資料)。它由若干核心 PHP 開發(fā)人員所開發(fā)，做出了很大貢獻(xiàn)，F(xiàn)acebook 和 Yahoo! 的工程師賦予了其速度和穩(wěn)定性。它還支持用于處理 PHP 請(qǐng)求的若干其他速度改進(jìn)，包括一個(gè)用戶緩存組件，這將在本文后面探討。
Wincache 是主要由 Microsoft® 的 Internet Information Services (IIS) 團(tuán)隊(duì)積極開發(fā)的一個(gè)操作碼緩存，僅供在使用 IIS web 服務(wù)器的 Windows® 上使用(參見 參考資料)。開發(fā)它的主要?jiǎng)恿υ谟谑?PHP 成為 Windows-IIS-PHP 堆棧上的一流開發(fā)平臺(tái)，因?yàn)閾?jù)知 APC 在該堆棧上運(yùn)作的不是很好。它在功能上非常類似于 APC，且支持一個(gè)用戶緩存組件，以及一個(gè)內(nèi)置會(huì)話處理程序，以將 Wincache 作為一個(gè)會(huì)話處理程序直接加以利用。
eAccelerator 是原始 PHP 緩存之一 Turck MMCache 操作碼緩存(參見 參考資料)的一個(gè)派生。不同于 APC 和 Wincache，它僅是一個(gè)操作碼緩存和優(yōu)化器，因此它不包含用戶緩存組件。它在 UNIX® 和 Windows 堆棧上完全兼容，且對(duì)于不打算利用 APC 或 Wincache 提供的其他功能的站點(diǎn)很流行。如果您要使用 memcache 這樣的解決方案來(lái)為多 web 服務(wù)器環(huán)境提供一個(gè)單獨(dú)的用戶緩存服務(wù)器，那么這就是常見情況。
毫無(wú)疑問，一個(gè)操作碼緩存是通過(guò)在每次請(qǐng)求后消除解析和編譯腳本的需要來(lái)加速 PHP 的第一步。完成第一步之后，您應(yīng)當(dāng)看到響應(yīng)時(shí)間和服務(wù)器負(fù)載方面的改進(jìn)。但是優(yōu)化 PHP 可以做的不止這些，我們接下來(lái)將加以討論。
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優(yōu)化您的 PHP 設(shè)置
雖然實(shí)現(xiàn)操作碼緩存是性能改進(jìn)的一大創(chuàng)舉，不過(guò)也有大量其他優(yōu)化選項(xiàng)可供您基于 php.ini 文件中的設(shè)置優(yōu)化您的 PHP 設(shè)置。這些設(shè)置更適合于生產(chǎn)實(shí)例;在開發(fā)或測(cè)試實(shí)例上，您可能不希望做這些變更，因?yàn)樗鼤?huì)使得應(yīng)用程序問題的調(diào)試變得更難。
讓我們看一下對(duì)于性能提升很重要的一些項(xiàng)目。
應(yīng)當(dāng)禁用的選項(xiàng)
有若干 php.ini 設(shè)置應(yīng)當(dāng)予以禁用，因?yàn)樗鼈兂Ｓ米飨蚝蠹嫒菪裕?/p>
register_globals — 在 PHP V4.2 之前該功能常常是默認(rèn)值，其中傳入的請(qǐng)求變量被自動(dòng)賦給普通 PHP 變量。這樣做除了引起重大安全問題之外(使未過(guò)濾的傳入請(qǐng)求數(shù)據(jù)與普通 PHP 變量?jī)?nèi)容相混)，對(duì)每一個(gè)請(qǐng)求這樣做還會(huì)產(chǎn)生開銷。因此禁用這一設(shè)置使您的應(yīng)用程序更安全且能提高性能。
magic_quotes_* — 這是 PHP V4 的另一遺留項(xiàng)，其中傳入的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)避開有風(fēng)險(xiǎn)的表單數(shù)據(jù)。它旨在作為一個(gè)安全特性，在將傳入的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)庫(kù)之前對(duì)其進(jìn)行整理，但不是很有效，因?yàn)樗荒軒椭脩纛A(yù)防常見的 SQL 注入攻擊。由于大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)層支持能更好地處理該風(fēng)險(xiǎn)的準(zhǔn)備語(yǔ)句，禁用該設(shè)置會(huì)再次消除這個(gè)煩人的性能問題。
always_populate_raw_post_data — 這僅當(dāng)您出于某些原因需要查看傳入的未過(guò)濾 POST 數(shù)據(jù)的整個(gè)負(fù)載時(shí)才需要。否則，它僅在內(nèi)存中存儲(chǔ) POST 數(shù)據(jù)的一個(gè)副本，而這沒有必要。
然而，在遺留代碼上禁用這些選項(xiàng)會(huì)有風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樗鼈兛赡苋Q于其設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)正確執(zhí)行。不應(yīng)當(dāng)基于被設(shè)置的這些選項(xiàng)來(lái)開發(fā)任何新代碼，而且可能的話，您應(yīng)當(dāng)尋求方法來(lái)重構(gòu)您的現(xiàn)有代碼，避免使用它們。
應(yīng)當(dāng)禁用或調(diào)整設(shè)置的選項(xiàng)
您可以啟用 php.ini 文件的一些優(yōu)秀性能選項(xiàng)，來(lái)提升您的腳本速度：
output_buffering — 您應(yīng)當(dāng)確保啟用該選項(xiàng)，因?yàn)樗鼤?huì)以塊為單位將輸出刷回到瀏覽器，而非以每個(gè) echo 或 print 語(yǔ)句為單位，而后者會(huì)大大減緩您的請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間。
variables_order — 這個(gè)指令控制傳入請(qǐng)求的 EGPCS(Environment、Get、Post、Cookie 和 Server)變量解析順序。如果您沒有使用某種超全局變量(比如環(huán)境變量)，您可以安全地刪除它們來(lái)獲得一點(diǎn)加速，從而避免在每一個(gè)請(qǐng)求上解析它們。
date.timezone — 這是在 PHP V5.1 中添加的一個(gè)指令，用于設(shè)置默認(rèn)時(shí)區(qū)，然后用于后面將要介紹的 DateTime 函數(shù)。如果您不在 php.ini 文件中設(shè)置該選項(xiàng)，PHP 會(huì)執(zhí)行大量系統(tǒng)請(qǐng)求來(lái)弄清它是什么，且在 PHP V5.3 中，對(duì)每一個(gè)請(qǐng)求會(huì)發(fā)出一個(gè)警告。
就以應(yīng)當(dāng)在您的生產(chǎn)實(shí)例上配置的設(shè)置而言，這些被看作是 “唾手可得”。就 PHP 而言，還有一件事需要考慮。這就是您的應(yīng)用程序中 require() 和 include()(以及其同級(jí) require_once() 和 include_once())的使用。這些函數(shù)優(yōu)化您的 PHP 配置和代碼，以防止對(duì)每個(gè)請(qǐng)求進(jìn)行不必要的文件狀態(tài)檢查，從而減少響應(yīng)時(shí)間。
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管理您的 require() 和 include()
從性能來(lái)看，文件狀態(tài)調(diào)用(即為檢查一個(gè)文件是否存在而對(duì)底層文件系統(tǒng)進(jìn)行的調(diào)用)相當(dāng)昂貴。文件狀態(tài)的最大元兇之一以 require() 和 include() 語(yǔ)句的形式出現(xiàn)，這兩個(gè)語(yǔ)句用于將代碼帶到腳本中。require_once() 和 include_once() 的同級(jí)調(diào)用更成問題，因?yàn)樗鼈儾粌H需要驗(yàn)證文件是否存在，而且它之前沒有包含在內(nèi)。
那么解決這個(gè)問題的最好方式是什么?您可以做一些事來(lái)加快解決。
為所有 require() 和 include() 調(diào)用使用絕對(duì)路徑。這將使 PHP 更清楚您希望包含的確切文件，因此無(wú)需為您的文件檢查整個(gè) include_path。
保持 include_path 中的條目數(shù)較低。這在很難為每個(gè) require() 和 include() 調(diào)用提供絕對(duì)路徑的情況(通常在大型遺留應(yīng)用程序中會(huì)出現(xiàn)這種情況)下很有用，方法就是不檢查您包含的文件不在的位置。
APC 和 Wincache 還有用于緩存 PHP 進(jìn)行的文件狀態(tài)檢查結(jié)果的機(jī)制，因此無(wú)需進(jìn)行反復(fù)的文件系統(tǒng)檢查。當(dāng)您將 include 文件名保留為靜態(tài)而非變量驅(qū)動(dòng)的時(shí)，它們最有效，因此盡可能嘗試這樣做很有用。
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優(yōu)化您的數(shù)據(jù)庫(kù)
數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化很快會(huì)成為一個(gè)前沿話題，我?guī)缀鯖]有空間在這里完全公正地做這個(gè)話題。但是如果您在尋求優(yōu)化您的數(shù)據(jù)庫(kù)的速度，首先應(yīng)當(dāng)采取一些步驟，這應(yīng)當(dāng)對(duì)常見問題有所幫助。
將數(shù)據(jù)庫(kù)放在自己的機(jī)器上
數(shù)據(jù)庫(kù)查詢自身可以變得相當(dāng)激烈，通常在對(duì)大小合理的數(shù)據(jù)集執(zhí)行簡(jiǎn)單的 SELECT 語(yǔ)句時(shí)限定在 100% 的 CPU。如果您的 web 服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器都在竟用單一機(jī)器上的 CPU 時(shí)間，這無(wú)疑將減慢您的請(qǐng)求速度。因此我想第一步最好是將 web 服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器放在單獨(dú)的機(jī)器上，確保您的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器是兩者中更強(qiáng)健的(數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器喜歡大量?jī)?nèi)存和多個(gè) CPU)。
合理設(shè)計(jì)和編制表索引
數(shù)據(jù)庫(kù)性能的最大問題可能源自于不良數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和缺失索引。SELECT 語(yǔ)句通常是運(yùn)行在典型 web 應(yīng)用程序中的最常見的查詢類型。它們也是在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上運(yùn)行的最耗時(shí)的查詢。此外，這些類型的 SQL 語(yǔ)句對(duì)適當(dāng)?shù)乃饕蛿?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)最敏感，因此查看以下指示，獲取實(shí)現(xiàn)最優(yōu)性能的技巧。
確保每個(gè)表都有一個(gè)主鍵。這為表提供一個(gè)默認(rèn)順序和快速方式來(lái)聯(lián)接其他表。
確保一個(gè)表中的任何外鍵(即鏈接記錄到另一個(gè)表中的記錄的鍵)的索引得到合理編制。許多數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)自動(dòng)對(duì)這些鍵施加約束，以便值真正匹配另一個(gè)表中的一條記錄，這有助于擺脫這一困難。
試圖限制一個(gè)表中的列數(shù)。一個(gè)表中有太多列比僅有一些列時(shí)進(jìn)行查詢所需的掃描時(shí)間要長(zhǎng)。此外，如果您有不常用的含多個(gè)列的一個(gè)表，您也在通過(guò) NULL 值字段浪費(fèi)磁盤空間。文本或 blob 等可變大小字段也是如此，其中表大小的增長(zhǎng)可以遠(yuǎn)超過(guò)需求。在這種情況下，您應(yīng)當(dāng)考慮將其他欄分成不同的表，在記錄的主鍵上將其聯(lián)合起來(lái)。
分析在服務(wù)器上運(yùn)行的查詢
改進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)性能的最佳方法是分析在您的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上運(yùn)行什么查詢，且運(yùn)行它們需要多長(zhǎng)時(shí)間。幾乎每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)都有具有這種功能的工具。對(duì)于 MySQL，您可以利用慢查詢?nèi)罩緛?lái)查找有問題的查詢。要使用它，在 MySQL 配置文件中將 slow_query_log 設(shè)置為 1，然后將 log_output 設(shè)置為 FILE，將它們記錄到文件 hostname-slow.log 中。您可以設(shè)置 long_query_time 閾值，確定查詢必須運(yùn)行多少秒才被看作是 “慢查詢”。我想建議將該閾值首先設(shè)置為 5 秒，隨著時(shí)間的推移將其縮減為 1 秒，具體取決于您的數(shù)據(jù)集。如果您探究該文件，您會(huì)看到類似于清單 1 的詳細(xì)查詢。
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清單 1. MySQL 慢查詢?nèi)罩?/strong>
/usr/local/mysql/bin/mysqld, Version: 5.1.49-log, started with:
Tcp port: 3306 Unix socket: /tmp/mysql.sock
Time Id Command Argument
# Time: 030207 15:03:33
# User@Host: user[user] @ localhost.localdomain [127.0.0.1]
# Query_time: 13 Lock_time: 0 Rows_sent: 117 Rows_examined: 234
use sugarcrm;
select * from accounts inner join leads on accounts.id = leads.account_id;
我們想要考慮的關(guān)鍵對(duì)象是 Query_time，顯示查詢需要的時(shí)間。另一項(xiàng)要考慮的是 Rows_sent 和 Rows_examined 的數(shù)量，因?yàn)檫@些可指這樣的情況：其中如果一個(gè)查詢察看太多行或返回太多行，就會(huì)被錯(cuò)誤地書寫。您可以更深入地鉆研如何寫查詢，即在查詢開始處加上 EXPLAIN，它會(huì)返回查詢計(jì)劃，而非結(jié)果集，如清單 2 所示。
清單 2. MySQL EXPLAIN 結(jié)果
mysql> explain select * from accounts inner join leads on accounts.id = leads.account_id;
+----+-------------+----------+--------+--------------------------+---------+---
| id | select_type | table | type | possible_keys
| key | key_len | ref | rows | Extra |
+----+-------------+----------+--------+--------------------------+---------+--------
| 1 | SIMPLE | leads | ALL | idx_leads_acct_del | NULL | NULL
| NULL | 200 | |
| 1 | SIMPLE | accounts | eq_ref | PRIMARY,idx_accnt_id_del | PRIMARY | 108
| sugarcrm.leads.account_id | 1 | |
+----+-------------+----------+--------+--------------------------+---------+---------
2 rows in set (0.00 sec)
MySQL 手冊(cè)更深入探究 EXPLAIN 輸出的主題(參見 參考資料)，但是我考慮的一項(xiàng)重要內(nèi)容是 ‘type’ 列為 ‘ALL’ 的地方，因?yàn)檫@需要 MySQL 做一個(gè)全表掃描，且不需要鍵來(lái)執(zhí)行查詢。這些幫助您在添加索引時(shí)會(huì)大幅提高查詢速度。
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有效緩存數(shù)據(jù)
正如我們?cè)谏弦还?jié)看到的，數(shù)據(jù)庫(kù)往往容易成為您 web 應(yīng)用程序性能的最大痛點(diǎn)。但是如果您要查詢的數(shù)據(jù)不經(jīng)常改變?cè)趺崔k?在這種情況下，一個(gè)好的選擇就是在本地存儲(chǔ)這些結(jié)果，而非針對(duì)每個(gè)請(qǐng)求調(diào)用查詢。
我們之前探究的兩個(gè)操作碼緩存 APC 和 Wincache 具有實(shí)現(xiàn)上述操作的工具，其中您可以將 PHP 數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)到一個(gè)共享內(nèi)存段中，便于快速查詢。清單 3 提供了具體示例。
清單 3. 使用 APC 緩存數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)果的示例
function getListOfUsers()
{
$list = apc_fetch('getListOfUsers');
if ( empty($list) ) {
$conn = new PDO('mysql:dbname=testdb;host=127.0.0.1', 'dbuser', 'dbpass');
$sql = 'SELECT id, name FROM users ORDER BY name';
foreach ($conn->query($sql) as $row) {
$list[] = $row;
}
apc_store('getListOfUsers',$list);
}
return $list;
}
我們僅需一次執(zhí)行查詢。之后，我們將結(jié)果推送到 getListOfUsers 鍵下的 APC 緩存中。從這里開始，直到緩存到期，您就能夠直接從緩存中獲取結(jié)果數(shù)組，跳過(guò) SQL 查詢。
APC 和 Wincache 并非一個(gè)用戶緩存的惟一選擇;memcache 和 Redis 是不需要您在與 Web 服務(wù)器相同的服務(wù)器上運(yùn)行用戶緩存的其他流行選擇。這就提高了性能和靈活性，特別是當(dāng)您的 web 應(yīng)用程序跨多個(gè) Web 服務(wù)器向外擴(kuò)展時(shí)。
在本文中，我們探究了調(diào)優(yōu)您的 LAMP 性能的 5 種簡(jiǎn)單方法。我們不僅通過(guò)利用一個(gè)操作碼緩存和優(yōu)化 PHP 配置探究了 PHP 級(jí)別的技術(shù)，而且探究了如何優(yōu)化您的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)合理的索引編制。我們還探討了如何利用一個(gè)用戶緩存(以 APC 為例)來(lái)展示如何在數(shù)據(jù)不經(jīng)常改變時(shí)避免重復(fù)的數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用
通過(guò)文章的介紹。大家都能夠仔細(xì)把自己的LAMP重新調(diào)試下，變的更加靈活！
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