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为高性能优化 PHP-FPM

PHP 是无处不在的,可以说是互联网 Web 应用上使用最广泛的语言。

然而,它的高性能并不为人所知,尤其是在涉及到高并发系统时。这就是为什么对于这样特殊的用例,正在被 Node (是的,我知道,它不是一种语言)、Go 和 Elixir 等语言接管。

也就是说,您可以做很多事情来改进服务器上的 PHP 性能。本文主要关注 php-fpm 方面的内容,如果您使用 Nginx,这是在服务器上的默认配置。

如果你知道 php-fpm 是什么,请直接跳到优化部分。

什么是 php-fpm?

许多开发人员对 DevOps 方面的知识不太感兴趣,即使是那些对此感兴趣的开发人员,也极少有人知道它的底层原理。有趣的是,当浏览器发送一个请求到运行 PHP 的服务器上时,PHP 也不是最先进行处理请求的服务;而是,HTTP 服务器,Apache 和 Nginx 是其中最主要的两个。「web 服务器」决定如何与 PHP 进行通信,然后传递请求的类型,数据和头部信息到 PHP 进程。

上图是 PHP 项目的请求 – 响应生命周期(图片来源: ProinerTech)

在现代 PHP 应用中,「find file」部分即为 index.php 文件,它是在服务器配置文件中配置的用于处理所有请求的代理。

如今,Web 服务器究竟如何连接 PHP 正在进化,如果我们要深入研究所有细节,这篇文章的长度将激增。但粗略来说,在 Apache 作为 Web 服务器首选的时间段,PHP 是作为包含在服务器内部的模块。

所以每当一个请求被接收,服务器将开启一个新的进程,它将自动包含 PHP 和执行请求。这个方法被称作 mod_php,“PHP 作为一个模块” 的缩写。这种方法有其局限性,而 Nginx 和 php-fpm 克服了它。

在 php-fpm 中,管理 PHP 的责任在于服务器内部的 PHP 程序。换言之,Web 服务器 (Nginx, 在本例中), 不在乎 PHP 在哪和怎样运行的,只要它知道如何发送和接收数据即可。如果需要,在这种情况下,您可以将 PHP 视为另一台服务器,它管理传入请求的某些子 PHP 进程(因此,我们将请求送到服务器,该请求由服务器接收并传递到服务器 — — 太疯狂了!:-P)。

如果你用过 Nginx, 你会看到这些代码:

     location ~ \.php$ {
        try_files $uri =404;
        fastcgi_split_path_info ^(.+\.php)(/.+)$;
        fastcgi_pass unix:/run/php/php7.2-fpm.sock;
        fastcgi_index index.php;
        include fastcgi_params;
        fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
    }

对于这一行:fastcgi_pass unix:/run/php/php7.2-fpm.sock;,它告诉 Nginx 通过 php7.2-fpm.sock 的 socket 与 php 进程通信。因此,对于每个传入的请求,Nginx 都通过这个文件写入数据,在接收到输出后,将其发送回浏览器。

我必须再次强调,对于如何运行这不是最完整或者最准确的,但对于大多数 DevOps 任务是完全准确的。

除此之外,让我们回顾一下到目前为止所学到的东西:

  • PHP 不会直接接收浏览器发送的请求。像 Nginx 这种 Web 服务器首先会拦截它。
  • Web 服务器知道如何连接到 PHP 进程,并将所有请求数据(粘贴所有内容)传递到 PHP 上。
  • PHP 完成其职责后,会将响应发送回 Web 服务器,然后将其发送回客户端(在大多数情况下为浏览器)。

流程图如下:

PHP 和 Nginx 如何协同工作? (图片来源:数据狗)

到目前为止都不错,那么关键问题来了:PHP-FPM 到底是什么呢?

PHP 中的 FPM 代表 「快速进程管理器」, 花式解释就是说,在服务器上运行的 PHP 并不是单个进程,而是由这个 FPM 进程管理器派生、控制和终止的一些 PHP 进程。web 服务器将请求传递给的就是这个进程管理器。

PHP-FPM 本身就是一个完整的兔子洞,所以如果您愿意,可以随意探索,但是对于我们的目的,这些解释就足够啦。 ?

为什么要优化 php-fpm?

一般在正常运行的情况下,为什么要考虑优化呢? 为什么不将事物保持原样。

具有讽刺意味的是,一般我为大多数用例提供建议的话。 如果您的设置运行良好,并且没有特殊用例,请使用默认设置。 但是,如果您希望扩展一台机器之外的能力,那么从一台机器中挤出最大的处理能力是必不可少的,因为它可以将您服务器的花费减少一半(甚至更多!)。

要说明的另一件事情是,Nginx 是为处理巨大的工作负载而构建的。 它能够同时处理成千上万的连接,但是如果您的 PHP 设置不合理,那么您将浪费很多资源,因为 Nginx 必须等待 PHP 完成当前处理之后才可以接受下一个请求,最终 Nginx 不能为您的服务提供任何优势!

所以,接下来让我们看看尝试优化 php-fpm 时我们到底要优化什么。

如何优化 PHP-FPM ?

php-fpm 的配置文件在不同服务器上的位置可能不同,因此您需要做一些调查来确定它的位置。在 UNIX 上,你可以使用 find 命令。在我的 Ubuntu 上,它的路径是 /etc/php/7.2/fpm/php-fpm.conf 。当然,7.2 是我正在运行的 PHP 版本。

下面是这个文件的前几行代码:

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
; FPM Configuration ;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

; All relative paths in this configuration file are relative to PHP's install
; prefix (/usr). This prefix can be dynamically changed by using the
; '-p' argument from the command line.

;;;;;;;;;;;;;;;;;;
; Global Options ;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;

[global]
; Pid file
; Note: the default prefix is /var
; Default Value: none
pid = /run/php/php7.2-fpm.pid

; Error log file
; If it's set to "syslog", log is sent to syslogd instead of being written
; into a local file.
; Note: the default prefix is /var
; Default Value: log/php-fpm.log
error_log = /var/log/php7.2-fpm.log

很明显:这一行 pid = /run/php/php7.2-fpm.pid 告诉我们哪个文件包含了 php-fpm 进程的进程 id。

我们还看到 /var/log/php7.2-fpm.log 是 php-fpm 存储日志的地方。

在这个文件中,像下面这样添加三个变量:

emergency_restart_threshold 10
emergency_restart_interval 1m
process_control_timeout 10s

前两个设置是警告性的,它们告诉 php-fpm 进程,如果 10 个子进程在一分钟内失败,主 php-fpm 进程应该重新启动自己。

这听起来可能不够稳健,但是 PHP 是一个短暂的进程,它会泄漏内存,所以在出现高故障时重新启动主进程可以解决很多问题。

第三个选项是 process_control_timeout,它告诉子进程在执行从父进程接收到的信号之前需要等待这么长的时间。这个设置是非常有用的。例如,当父进程发送终止信号时,子进程正在处理某些事情的时候。十秒的时间,他们会有一个更好的机会完成任务并且优雅地退出。

令人惊讶的是,这 不是 php-fpm 的核心配置!这是因为,为了 web 请求服务,php-fpm 创建了一个新的进程池,它将具有一个单独的配置。在我的例子中,进程池的名称是 www,我想编辑的文件是 /etc/php/7.2/fpm/pool.d/www.conf

让我们来看看文件的内容:

; Start a new pool named 'www'.
; the variable $pool can be used in any directive and will be replaced by the
; pool name ('www' here)
[www]

; Per pool prefix
; It only applies on the following directives:
; - 'access.log'
; - 'slowlog'
; - 'listen' (unixsocket)
; - 'chroot'
; - 'chdir'
; - 'php_values'
; - 'php_admin_values'
; When not set, the global prefix (or /usr) applies instead.
; Note: This directive can also be relative to the global prefix.
; Default Value: none
;prefix = /path/to/pools/$pool

; Unix user/group of processes
; Note: The user is mandatory. If the group is not set, the default user's group
;       will be used.
user = www-data
group = www-data

快速浏览一下上面代码片段的末尾,您就会明白为什么服务器进程以 www-data 的形式运行了。如果您在设置网站时遇到文件权限问题,您可能要将目录的所有者或组更改为 www-data,从而允许 PHP 进程写入日志文件和上传文档等。

最后,我们到达了问题的根源,流程管理器 (pm) 设置。一般情况下,默认值是这样的:

pm = dynamic
pm.max_children = 5
pm.start_servers = 3
pm.min_spare_servers = 2
pm.max_spare_servers = 4
pm.max_requests = 200

那么,这里的 「dynamic(动态)」是什么意思呢?我认为官方文档最好地解释了这一点 (我的意思是,这应该已经是您正在编辑的文件的一部分,但是我在这里复制了它,以防它不是):

; Choose how the process manager will control the number of child processes.
; Possible Values:
;   static  - a fixed number (pm.max_children) of child processes;
;   dynamic - the number of child processes are set dynamically based on the
;             following directives. With this process management, there will be
;             always at least 1 children.
;             pm.max_children      - the maximum number of children that can
;                                    be alive at the same time.
;             pm.start_servers     - the number of children created on startup.
;             pm.min_spare_servers - the minimum number of children in 'idle'
;                                    state (waiting to process). If the number
;                                    of 'idle' processes is less than this
;                                    number then some children will be created.
;             pm.max_spare_servers - the maximum number of children in 'idle'
;                                    state (waiting to process). If the number
;                                    of 'idle' processes is greater than this
;                                    number then some children will be killed.
;  ondemand - no children are created at startup. Children will be forked when
;             new requests will connect. The following parameter are used:
;             pm.max_children           - the maximum number of children that
;                                         can be alive at the same time.
;             pm.process_idle_timeout   - The number of seconds after which
;                                         an idle process will be killed.
; Note: This value is mandatory.

由此可见,有三个可用值:

  • Static: 无论什么情况,都会保持一个固定的 PHP 进程数量。
  • Dynamic: 我们需要指定 php-fpm 在任何给定时间点会保持活动的最小以及最大进程数量。
  • ondemand: 按照需求创建和销毁进程。

那这些设置有什么影响呢?

简而言之,如果你有个小流量的网站,“dynamic” 设置在大多数时间内都是一种资源的浪费。假设你的 pm.min_spare_servers 设置成了 3,那会有三个 PHP 进程会被创建并保持运行,甚至是网站没有流量时。这种情况下,“ondemand” 就是个更好的选择,可以让系统决定何时启动新的进程。

另一方面,大流量 或者必须快速响应的网站将在这种情况下被惩罚。 最好避免创建新的 PHP 进程的额外开销,使其成为池的一部分并对其进行监控。

使用 pm = static 固定子进程的数量,使最大的系统资源用于服务请求而不是管理 PHP。假如你确定走这条路,注意它有其指导方针和陷阱。关于它的一篇相当密集但非常有用的文章是 这篇 。

写在最后

由于有关网络性能的文章可能会引发争论或使人们感到困惑,因此在结束本文之前,我觉得需要讲几句话。 性能调优既涉及系统知识,也涉及猜测和技巧。

即使您完全了解 php-fpm 的所有设置,也无法保证成功。 如果您不了解 php-fpm 的存在,那么您就不必浪费时间担心它。 继续做您已经在做的事情并继续下去。

同时,尽可能不让结果变得很戏剧性。 是的,您可以通过从头开始重新编译 PHP 并删除所有不需要的模块来获得更好的性能,但是这种方法在生产环境中不够明智。 优化某些内容的整个想法是查看您的需求是否与默认值不同(它们很少这样做!),并根据需要进行较小的更改。

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评论 2

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  1. #1

    好文章

    Stilly2周前 (11-04)回复
  2. #2

    优秀

    yy、1周前 (11-06)回复

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