PHP中的預加載

定義：一般結構試驗加載程序的第一步。

加載全部程序為預加載、標準荷載、破壞荷載三個階段（如圖）。

在試驗前對試件進行預加載，其目的是：

（1）使試件各部分接觸良好，進入正常工作狀態，經過若干次預加載，使荷載與變形關系趨于穩定。

（2）檢查全部試驗裝置是否可靠。

（3）檢查全部測試儀器儀表是否工作正常。

（4）檢查全體試驗人員的工作情況，使他們熟悉自己的任務和職責以保證試驗工作順利進行。

在PHP 7.4中，添加了對預加載的支持，這是一個可以顯著提高代碼性能的特性。

簡而言之，這是它的工作方式：

● 為了預加載文件，您需要編寫一個自定義PHP腳本

● 該腳本在服務器啟動時執行一次

● 所有預加載的文件在內存中都可用于所有請求

● 在重新啟動服務器之前，對預加載文件所做的更改不會產生任何影響

＃Opcache

雖然預加載是建立在opcache之上的，但它并不是完全一樣的。Opcache將獲取您的PHP源文件，將其編譯為“ opcodes”，然后將這些編譯后的文件存儲在磁盤上。

您可以將操作碼看作是代碼的底層表示，在運行時很容易解釋。因此，opcache會跳過源文件和PHP解釋器在運行時實際需要之間的轉換步驟。巨大的勝利！

但我們還有更多的收獲。Opcached文件不知道其他文件。如果類a是從類B擴展而來的，那么仍然需要在運行時將它們鏈接在一起。此外，opcache執行檢查以查看源文件是否被修改，并將基于此使其緩存失效。

因此，這就是預加載發揮作用的地方:它不僅將源文件編譯為操作碼，而且還將相關的類、特征和接口鏈接在一起。然后，它將這個“已編譯”的可運行代碼blob(即:PHP解釋器可以使用的代碼)保存在內存中。

現在，當請求到達服務器時，它可以使用已經加載到內存中的部分代碼庫，而不會產生任何開銷。

那么，我們所說的“代碼庫的一部分”是什么呢?

＃實踐中的預加載

為了進行預加載，開發人員必須告知服務器要加載哪些文件。這是用一個簡單的PHP腳本完成的，確實沒有什么困難。

規則很簡單：

● 您提供一個預加載腳本，并使用opcache.preload命令將其鏈接到您的php.ini文件中。

● 您要預加載的每個PHP文件都應該傳遞到opcache_compile_file()，或者在預加載腳本中只需要一次。

假設您想要預加載一個框架，例如Laravel。您的腳本必須遍歷vendor/laravel目錄中的所有PHP文件，并將它們一個接一個地添加。

在php.ini中鏈接到此腳本的方法如下：

opcache.preload=/path/to/project/preload.php

這是一個虛擬的實現：

$files = /* An array of files you want to preload */;
foreach ($files as $file) {
    opcache_compile_file($file);
}

＃警告：無法預加載未鏈接的類

等等，有一個警告！為了預加載文件，還必須預加載它們的依賴項（接口，特征和父類）。

如果類依賴項有任何問題，則會在服務器啟動時通知您：

Can't preload unlinked class 
Illuminate\Database\Query\JoinClause: 
Unknown parent 
Illuminate\Database\Query\Builder

看，opcache_compile_file()將解析一個文件，但不執行它。這意味著如果一個類有未預加載的依賴項，它本身也不能預加載。

這不是一個致命的問題，您的服務器可以正常工作。但你不會得到所有你想要的預加載文件。

幸運的是，還有一種確保鏈接文件也被加載的方法：您可以使用require_once代替opcache_compile_file，讓已注冊的autoloader(可能是composer的)負責其余的工作。

$files = /* All files in eg. vendor/laravel */;
foreach ($files as $file) {
    require_once($file);
}

還有一些需要注意的地方。例如，如果您試圖預加載Laravel，那么框架中的一些類依賴于其他尚不存在的類。例如，文件系統緩存類\ lighting \ filesystem \ cache依賴于\League\Flysystem\Cached\Storage\AbstractCache，如果您從未使用過文件系統緩存，則可能無法將其安裝到您的項目中。

嘗試預加載所有內容時，您可能會遇到“class not found”錯誤。幸運的是，在默認的Laravel安裝中，只有少數這些類，可以輕易忽略。為了方便起見，我編寫了一個小小的preloader類，以使忽略文件更容易，如下所示：

class Preloader
{
    private array $ignores = [];
    private static int $count = 0;
    private array $paths;
    private array $fileMap;
    public function __construct(string ...$paths)
    {
        $this->paths = $paths;
        // We'll use composer's classmap
        // to easily find which classes to autoload,
        // based on their filename
        $classMap = require __DIR__ . '/vendor/composer/autoload_classmap.php';
        $this->fileMap = array_flip($classMap);
    }
    
    public function paths(string ...$paths): Preloader
    {
        $this->paths = array_merge(
            $this->paths,
            $paths
        );
        return $this;
    }
    public function ignore(string ...$names): Preloader
    {
        $this->ignores = array_merge(
            $this->ignores,
            $names
        );
        return $this;
    }
    public function load(): void
    {
        // We'll loop over all registered paths
        // and load them one by one
        foreach ($this->paths as $path) {
            $this->loadPath(rtrim($path, '/'));
        }
        $count = self::$count;
        echo "[Preloader] Preloaded {$count} classes" . PHP_EOL;
    }
    private function loadPath(string $path): void
    {
        // If the current path is a directory,
        // we'll load all files in it 
        if (is_dir($path)) {
            $this->loadDir($path);
            return;
        }
        // Otherwise we'll just load this one file
        $this->loadFile($path);
    }
    private function loadDir(string $path): void
    {
        $handle = opendir($path);
        // We'll loop over all files and directories
        // in the current path,
        // and load them one by one
        while ($file = readdir($handle)) {
            if (in_array($file, ['.', '..'])) {
                continue;
            }
            $this->loadPath("{$path}/{$file}");
        }
        closedir($handle);
    }
    private function loadFile(string $path): void
    {
        // We resolve the classname from composer's autoload mapping
        $class = $this->fileMap[$path] ?? null;
        // And use it to make sure the class shouldn't be ignored
        if ($this->shouldIgnore($class)) {
            return;
        }
        // Finally we require the path,
        // causing all its dependencies to be loaded as well
        require_once($path);
        self::$count++;
        echo "[Preloader] Preloaded `{$class}`" . PHP_EOL;
    }
    private function shouldIgnore(?string $name): bool
    {
        if ($name === null) {
            return true;
        }
        foreach ($this->ignores as $ignore) {
            if (strpos($name, $ignore) === 0) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

通過在相同的預加載腳本中添加此類，我們現在可以像這樣加載整個Laravel框架：

// …
(new Preloader())
    ->paths(__DIR__ . '/vendor/laravel')
    ->ignore(
        \Illuminate\Filesystem\Cache::class,
        \Illuminate\Log\LogManager::class,
        \Illuminate\Http\Testing\File::class,
        \Illuminate\Http\UploadedFile::class,
        \Illuminate\Support\Carbon::class,
    )
    ->load();

＃有效嗎？

這當然是最重要的問題:所有文件都正確加載了嗎?您可以簡單地通過重新啟動服務器來測試它，然后將opcache_get_status()的輸出轉儲到PHP腳本中。您將看到它有一個名為preload_statistics的鍵，它將列出所有預加載的函數、類和腳本;以及預加載文件消耗的內存。

# Composer支持

一個很有前途的特性可能是基于composer的自動預加載解決方案，它已經被大多數現代PHP項目所使用。人們正在努力在composer.json中添加預加載配置選項，它將為您生成預加載文件!目前，此功能仍在開發中，但您可以在此處關注。

＃服務器要求

在使用預加載時，關于devops方面還有兩件更重要的事情需要提及。

您已經知道，需要在php.ini中指定一個條目才能進行預加載。這意味著如果您使用共享主機，您將無法自由地配置PHP。實際上，您需要一個專用的(虛擬)服務器，以便能夠為單個項目優化預加載的文件。記住這一點。

還要記住，每次需要重新加載內存文件時，都需要重新啟動服務器(如果使用php-fpm就足夠了)。這對大多數人來說似乎是顯而易見的，但仍然值得一提。

＃性能

現在到最重要的問題：預加載真的能提高性能嗎?

答案是肯定的：Ben Morel分享了一些基準測試，可以在之前鏈接的相同的composer問題中找到。

有趣的是，您可以決定僅預加載“hot classes”，它們是代碼庫中經常使用的類。Ben的基準測試顯示，只加載大約100個熱門類，實際上可以獲得比預加載所有類更好的性能收益。這是性能提升13%和17%的區別。

當然，應該預加載哪些類取決于您的特定項目。明智的做法是在開始時盡可能多地預加載。如果您確實需要少量的百分比增長，您將不得不在運行時監視您的代碼。

當然，所有這些工作都可以自動化，將來可能會實現。

現在，最重要的是要記住composer將添加支持，這樣您就不必自己制作預加載文件，并且只要您完全控制了此功能，就可以在服務器上輕松設置此功能。

以上就是PHP 7.4中的預加載（Opcache Preloading）的詳細內容，更多請關注億速云其它相關文章！