简介 该调研是2013年10月份做的，目标是寻找更好的PHP引擎，来代替百度各产品线正在使用的PHP 5.2。 环境说明 机器环境： cpu: Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2620 0 @ 2.00GHz， 12核。 内存：64G 引擎： php 5.2.17 (当时百度所用版本) php 5.5.4 (当时最新版本
该调研是2013年10月份做的，目标是寻找更好的PHP引擎，来代替百度各产品线正在使用的PHP 5.2。
机器环境：
引擎：
为了公平起见，三个引擎都采用-O2的编译优化选项。
加速器：
扩展：
由于目前的百度扩展只有很少移植到了hhvm，所以为了公平起见，其它百度扩展也在php5.2和php5.5中禁用，而采用纯php的方式实现，实践证明采用纯php实现性能并未有太大损失。
下面用了不同的场景，来比较PHP引擎的性能。
用php官方提供的测试脚本：
测试结果如下：
| 引擎 | bench.php 耗时 | micro_bench.php 耗时 | bench_third.php 耗时 |
|---|---|---|---|
| php5.2 | 6.692s | 41.890s | 9.226s |
| php5.5 | 3.609s | 14.972s | 5.893s |
| hhvm | 0.579s | 5.832s | 2.869s |
分析：php历次新版本对性能都有优化，因此php5.5在纯cpu计算上比php5.2有明显优势。而hhvm采用jit机制，将php转化为本地代码执行，所以性能上比执行opcode的php5.5还要快上很多。
结论：对于纯cpu型计算，hhvm>>php5.5>>php5.2。
简单的http服务即由一个简单的php逻辑接口层加一个后端C模块（或通用存储）构成的服务，这里用了百度内部一个实际的简单服务为例。
简单做了一下性能测试，client并发10，client与service同机部署，service与后端C模块不同机部署。结果如下：
| 引擎 | 平均响应时间 | Cpu idle | Qps |
|---|---|---|---|
| php5.2 | 3.6ms | 50% | 1900 |
| php5.5 | 2.9ms | 60% | 2500 |
| hhvm | 2.0ms | 60% | 3900 |
分析：对于简单http服务，自身也有一部分的逻辑计算，除此之外，hhvm是webserver与php引擎一体化，不需要webserver->php这一层的开销，因此在响应时间和qps上有更明显的优势。由于C模块后端本身响应时间较短（1ms），所以不同引擎的整体响应时间的区别就比较明显。
结论：简单http服务，在qps上hhvm>>php5.5>php5.2，在响应时间上，除掉后端服务耗时，也是hhvm>>php5.5>php5.2。
这里用了贴吧的最新版ui，串行访问后端。
采用20个并发，测试结果如下：
| 引擎 | 整体耗时 | 除访问后端之外的耗时 | idle | qps |
|---|---|---|---|---|
| php5.2 | 520ms | 127ms | 50% | 40 |
| php5.5 | 500ms | 107ms | 45% | 45 |
| hhvm | 470ms | 72ms | 65% | 50 |
分析：ui大部分时间消耗在后端服务访问，这方面引擎不起作用。而另一方面，除后端服务外的耗时也很高，这部分对cpu消耗较大，导致qps较低。
显然，这个效果并不是很符合我们的预期，为了达到理想的qps，我们需要想方法进一步降低除后端之外的耗时。
首先我们在PHP5.2下运行xhprof，找出了一些较耗时的函数，并进行了优化：
15ms
4.3ms
1.8ms
通过上面几个优化，HHVM下ui的耗时降到了52ms，其中模板耗时34ms。但是这样仍不令人满意，如何进一步优化呢？
既然上面的xhprof是在PHP5.2下执行的，那我们尝试直接在HHVM下运行xhprof会如何？结果发现，HHVM下xhprof的结果与PHP5.2下有很大不同，发现了一些新的优化点，进行了优化：
16ms
7ms
1ms
通过上面的优化，我们将HHVM下ui的耗时降到了26ms。那么，同样的优化，作用在PHP5.2或PHP5.5下又如何呢？
| 引擎 | 优化前 | 业务优化后 |
|---|---|---|
| php5.2 | 127ms | 103ms |
| php5.5 | 107ms | 87ms |
| hhvm | 72ms | 26ms |
令人失望。。。究其原因，是因为在php下耗时在各函数的分布相当分散，即使优化个别函数，也难以有大辐提升。
而在hhvm下，由于引擎本身性能较高，因此一些原来实现得不合理而比较耗时的函数就突显出来了，因此针对这些函数进行优化，可以取得更加明显的效果。
结论：对于产品前端UI，引擎可以在一定程度上优化响应时间和qps，hhvm>php5.5>php5.2，如再结合一些针对hhvm的优化，可以大幅提升hhvm下的qps。
语言方面的兼容性来自两个方面：
hhvm是基于php5.4的语法标准，因此，hhvm和php5.5与我们目前用的php5.2都存在语法差异，php5.5差异更大一些。
目前所遇到的差异个数如下：
| 引擎 | 影响处理结果 | 不影响结果，打warning |
|---|---|---|
| php5.5 | 1个 | 1个 |
| hhvm | 1个 | 1个 |
所有差异可见这里：
由于是两套不同实现，因此hhvm与zend引擎也有差异。
目前遇到的差异数如下：
| 影响处理结果 | 不影响结果，打warning |
|---|---|
| 2个 | 0个 |
hhvm文档也提到了一些差异：https://github.com/facebook/hhvm/blob/master/hphp/doc/inconsistencies
结论：总体上，hhvm与php5.5在语言方面与php5.2都存在一些差异，并且对处理结果造成影响。不过，大部分的差异都会导致执行时报fatal或warning，我们只需根据相应提示修改代码即可，改动成本不大。
将原百度用到的扩展在php5.5下编译，大部分能编译通过，少数编译失败：
hhvm内置了很多常用的第三方扩展，因此对于第三方扩展，基本无须迁移。主要需要考虑的是百度扩展的迁移。
hhvm编写扩展有两种方式：
一、静态编译
缺点：
优点：
二、动态加载（HNI：hhvm native interface）
动态加载更为方便，因此推荐使用这种方式编写扩展。
三、ZendCompatLayer
hhvm正在实现一个ZendCompatLayer，即兼容zend扩展的一个层，实现zend引擎相关api，以方便现有扩展迁移到hhvm。具体见： https://github.com/facebook/hhvm/blob/master/hphp/doc/php.extension.compat.layer
按照其描述，zend扩展可以不做太多修改，即可迁移到hhvm。
| 耗时 | 实现方式 |
|---|---|
| 199 ms | HNI |
| 769 ms | HNI+ZendCompat |
| 348 ms | php5.2 |
结论：ZendCompatLayer目前还不完善，很多api未实现，另外性能还较差，对性能要求高的扩展还是建议用hhvm原生方式实现，而长尾扩展可以用ZendCompatLayer，减少迁移与维护成本。
结论：php5.5对扩展保持较好的兼容性，迁移成本不高。hhvm目前扩展迁移成本较高，不过如果有ZendCompatLayer，也能大大减小迁移成本，可以等ZendCompatLayer完善之后，再做进一步调研。
php5.5对操作系统基本没有什么要求。
hhvm对系统要求较高，需要在ubuntu/centos下编译、运行，百度大部分机器不符合条件。。
不过，经过研究后发现，可以通过打包so方式，让hhvm能在百度机器运行，上面的测试都是在百度机器上进行的，没有发现什么问题。
根据同样的原理，通过打包依赖so和头文件，也能让hhvm在百度机器上编译，已经成功编译。
内核方面，hhvm要求至少2.6.32系统，百度大部分系统都符合要求。
结论：系统兼容性上，php5.5和hhvm都没有什么问题。
php5.5对php.ini保持兼容，但php-fpm.conf则变成ini格式，原来的php-fpm.conf需要修改，并且php-fpm也被编译成一个单独的可执行文件，而不再和php-cgi共用。
hhvm的配置是一种新的hdf格式，而且其配置项都不相同，不一定每个php.ini配置都能找到对应的配置项，不过常见的都有。新版hhvm也支持指定php.ini文件了，不过仍然不能支持所有配置项。
hhvm是webserver与php一体化，webserver的常见功能，如rewrite、简单防攻击、proxy、日志、静态文件服务也都有。因此webserver的相关配置也要成hhvm的配置格式。不过现在HHVM也支持fastcgi模式了，所以这个已经不成问题。
结论：配置兼容性上php5.5更好一些。不过配置文件也并不多，人工改造成本也不是很高，因此这方面问题并不大。
php从5.3到5.5增加了很多新功能，具体可以见：
总体上可概括为语法更灵活，功能更丰富。
hhvm的语法基于5.4，库的支持也不如php5.5丰富。但hhvm提供了几个功能，可能对性能优化会有很大帮助：
上述功能的介绍详见：
php5.5的开发者支持很好，文档全，api非常稳定。
相比之下，hhvm的开发者支持目前还比较弱，文档很少，很多地方要自己摸索，api还不太稳定，不过hhvm的社区很活跃，github有很多人在提issue和patch，hhvm官方团队也很给力，迭代速度很快，每8周发布一个稳定版本。
总体上，使用php5.5，性能会有一定提升，迁移成本较小。
使用hhvm，性能会有很大提升，但迁移成本会较大，主要是扩展方面的迁移成本。
UPDATE
看这里的结论很明显，百度大部分产品线使用了HHVM，因为我们相信资源的节约对于 我们这么大规模的应用收益很大。
读到这里，你可能会有疑问思考你到底要不要升级到HHVM？你想知道PHP7对比怎么样？
这里是你需要迁移HHVM的原因：
同样，这也有不建议迁移HHVM的原因：
这还有一些答疑：
A: HHVM的多线程模型是相对PHP-FPM不稳定，但是有非常多的进程守护解决方案可以很好的解决， 这个不是个问题，以百度现在的运维来看比较稳定。
Q：PHP7的性能不是已经不错了么？为什么还要迁移到HHVM？
A：首先PHP7还处于开发状态，首先迁移大版本的风险还是有的，至少现在考虑是不靠谱的，如果愿意等， 可以等到PHP7出来以后来进行对比。看看哪个更适合你，目前这个阶段HHVM是比PHP更优的选择。
做你们的测试(Do Your Own Benchmarking)
如果你们决定迁移了，那么开始前也建议做一次你们业务相关的评测，以确保收益在预期范围内。
原文地址：PHP 引擎调研, 感谢原作者分享。
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