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代码中的PHP解释器微优化

micro-optimization bytecode php

Agnius Vasiliauskas · 技术社区 · 7 年前

在这上面绊倒 so thread 我决定用PHP编写类似的测试。我的测试代码是:

// Slow version
$t1 = microtime(true);
for ($n = 0, $i = 0; $i < 20000000; $i++) {
    $n += 2 * ($i * $i);
}
$t2 = microtime(true);
echo "n={$n}\n";

// Optimized version
$t3 = microtime(true);
for ($n = 0, $i = 0; $i < 20000000; $i++) {
    $n += $i * $i;
}
$n *= 2;
$t4 = microtime(true);
echo "n={$n}\n";

$speedup = round(100 * (($t2 - $t1) - ($t4 - $t3)) / ($t2 - $t1), 0);
echo "speedup: {$speedup}%\n";

结果

在PHP中 2 * ($i * $i) 版本运行非常类似 2 * $i * $i ,
所以PHP解释器没有在Java中优化字节码作为JVM
即使我手动优化代码-我已经~ 8% 加速时 Java版本得到~ 16% 加速。所以PHP版本在Java代码中得到大约1/2的加速因子。

优化的基本原理

我将不再详细讨论,但优化和未优化代码中的乘法比率是->

1求和:3/4
2个求和:4/6
3个总结:5/8
4个总结:6/10
…

一般情况下:

其中n是一个循环中的求和数。为了对我们有用,我们需要计算当n接近无穷大时它的极限(为了复制我们在循环中做很多求和的情况)。所以:

所以我们得出结论,在优化的代码中 50% 更少的乘法。

问题

为什么PHP解释器不应用代码优化?
为什么PHP加速因子仅仅是Java中的一半?

1 回复 | 直到 7 年前

Agnius Vasiliauskas 7 年前

是时候分析由PHP解释器生成的PHP操作码了。为此,您需要安装 VLD extension 在命令行中使用它来生成手头的PHP脚本的操作码。

Opcode分析

似乎 $i++ 与…不同 ++$i 在操作码和内存使用方面。语句$I++;生成操作码:

 POST_INC ~4 !1
 FREE     ~4

将计数器增加1,并将以前的值保存到内存插槽4中。然后,因为从未使用过这个值-将其从内存中释放。问题-如果不使用价值,为什么我们需要存储价值?

似乎确实存在循环惩罚,因此我们可以通过执行 循环展开 .

优化测试代码

将post_inc更改为assign_add(它不会在内存中保存附加信息)并执行循环展开,将使用以下测试代码:

while (true) {

// Slow version
$t1 = microtime(true);
for ($n = 0, $i = 0; $i < 2000; $i+=10) {
    // loop unrolling
    $n += 2 * (($i+0) * ($i+0));
    $n += 2 * (($i+1) * ($i+1));
    $n += 2 * (($i+2) * ($i+2));
    $n += 2 * (($i+3) * ($i+3));
    $n += 2 * (($i+4) * ($i+4));
    $n += 2 * (($i+5) * ($i+5));
    $n += 2 * (($i+6) * ($i+6));
    $n += 2 * (($i+7) * ($i+7));
    $n += 2 * (($i+8) * ($i+8));
    $n += 2 * (($i+9) * ($i+9));
}
$t2 = microtime(true);
echo "{$n}\n";

// Optimized version
$t3 = microtime(true);
for ($n = 0, $i = 0; $i < 2000; $i+=10) {
    // loop unrolling
    $n += ($i+0) * ($i+0);
    $n += ($i+1) * ($i+1);
    $n += ($i+2) * ($i+2);
    $n += ($i+3) * ($i+3);
    $n += ($i+4) * ($i+4);
    $n += ($i+5) * ($i+5);
    $n += ($i+6) * ($i+6);
    $n += ($i+7) * ($i+7);
    $n += ($i+8) * ($i+8);
    $n += ($i+9) * ($i+9);
}
$n *= 2;
$t4 = microtime(true);
echo "{$n}\n";

$speedup = round(100 * (($t2 - $t1) - ($t4 - $t3)) / ($t2 - $t1), 0);
$table[$speedup]++;

echo "****************\n";
foreach ($table as $s => $c) {
  if ($s >= 0 && $s <= 20)
     echo "$s,$c\n";
}

}

结果

脚本将CPU命中一个或其他加速值的次数聚合起来。当CPU命中vs加速被绘制成一个图表时,我们得到这样的图片:

所以很可能脚本会加速10%。这意味着我们的优化结果 + 2% 加速(与原始脚本8%相比)。

期望

我非常确定我所做的所有这些事情——都可以通过一个php jit'er自动完成。我认为在生成二进制可执行文件时,很难将一对post_inc/free操作码自动更改为一个pre_inc操作码。此外,php jit'er可以应用循环展开也不是一个奇迹。这只是一个优化的开始!

希望会有一个吉特在 PHP 8.0