Laravel應用性能調優

0x00 源起

最近有同事反饋 Laravel 寫的應用程序響應有點慢、20幾個併發把 CPU 跑滿... 為了解決慢的問題，甚至一部分接口用 nodejs 來寫。

而我的第一反應是一個流行的框架怎麼可能會有這麼不堪？一定是使用上哪裡出現了問題。為了一探究竟，於是開啟了這次 Laravel 應用性能調優之旅。

0x01 調優技巧

這次性能測試方案中用到的優化技巧主要基於 Laravel 框架本身及其提供的工具。

1. 關閉應用debug app.debug=false

2. 緩存配置信息 php artisan config:cache

3. 緩存路由信息 php artisan router:cache

4. 類映射加載優化 php artisan optimize

5. 自動加載優化 composer dumpautoload

6. 根據需要只加載必要的中間件

7. 使用即時編譯器（JIT），如：HHVM、OPcache

8. 使用 PHP 7.x

除了以上優化技巧之外，還有很多編碼上的實踐可以提升 Laravel 應用性能，在本文中暫時不會做說明。（也可以關注我的後續文章）

1. 關閉應用 debug

打開應用根目錄下的 .env 文件，把 debug 設置為 false。

APP_DEBUG=false

2. 緩存配置信息

php artisan config:cache

運行以上命令可以把 config 文件夾裡所有配置信息合併到一個 bootstrap/cache/config.php 文件中，減少運行時載入文件的數量。

php artisan config:clear

運行以上命令可以清除配置信息的緩存，也就是刪除 bootstrap/cache/config.php 文件

3. 緩存路由信息

php artisan route:cache

運行以上命令會生成文件 bootstrap/cache/routes.php。路由緩存可以有效的提高路由器的註冊效率，在大型應用程序中效果越加明顯。

php artisan route:clear

運行以上命令會清除路由緩存，也就是刪除 bootstrap/cache/routes.php 文件。

4. 類映射加載優化

php artisan optimize --force

運行以上命令能夠把常用加載的類合併到一個文件中，通過減少文件的加載來提高運行效率。這個命令會生成 bootstrap/cache/compiled.php 和 bootstrap/cache/services.json 兩個文件。

通過修改 config/compile.php 文件可以添加要合併的類。

在生產環境中不需要指定 --force 參數文件也可以自動生成。

php artisan clear-compiled

運行以上命令會清除類映射加載優化，也就是刪除 bootstrap/cache/compiled.php 和 bootstrap/cache/services.json 兩個文件。

5. 自動加載優化

composer dumpautoload -o

Laravel 應用程序是使用 composer 來構建的。這個命令會把 PSR-0 和 PSR-4 轉換為一個類映射表來提高類的加載速度。

注意：php artisan optimize --force 命令裡已經做了這個操作。

6. 根據需要只加載必要的中間件

Laravel 應用程序內置了並開啟了很多的中間件。每一個 Laravel 的請求都會加載相關的中間件、產生各種數據。在 app/Http/Kernel.php 中註釋掉不需要的中間件（如 session 支持）可以極大的提升性能。

7. 使用即時編譯器

HHVM 和 OPcache 都能輕輕鬆鬆的讓你的應用程序在不用做任何修改的情況下，直接提高 50% 或者更高的性能。

8. 使用 PHP 7.x

只能說 PHP 7.x 比起之前的版本在性能上有了極大的提升。

嗯，限於你的真實企業環境，這個也許很長時間內改變不了，算我沒說。

0x02 測試方案

我們使用簡單的 Apache ab 命令僅對應用入口文件進行測試，並記錄和分析數據。

1. 僅對應用的入口文件 index.php 進行測試，訪問 “/” 或者 “/index.php” 返回框架的歡迎頁面。更全面的性能測試需要針對應用的更多接口進行測試。

2. 使用 Apache ab 命令。ab -t 10 -c 10 {url}。該命令表示對 url 同時發起 10 個請求，並持續 10 秒鐘。命令中具體的參數設置需要根據要測試的服務器性能進行選擇。

3. 為了避免機器波動導致的數據錯誤，每種測試條件會執行多次 ab 命令，並記錄命令執行結果，重點關注每秒處理的請求數及請求響應時間，分析並剔除異常值。

4. 每次對測試條件進行了調整，需要在瀏覽器上對歡迎頁進行訪問，確保沒有因為測試條件修改而訪問出錯。如果頁面訪問出錯會導致測試結果錯誤。

服務器環境說明

所有脫離具體環境的測試數據都沒有意義，並且只有在相近的條件下才可以進行比較。

1. 這套環境運行在 Mac 上，內存 8G，處理器 2.8GHz，SSD 硬盤。

2. 測試服務器是使用 Homestead 搭建的。虛擬機配置為單核 CPU、2G 內存。

3. 服務器 PHP 版本為 7.1，未特殊說明，則標識開啟了 OPcache。

4. 測試的 Laravel 應用程序採用 5.2 版本編寫。app\Http\routes.php 中定義了 85 個路由。

5. 測試過程中除了虛擬機、終端及固定的瀏覽器窗口外，沒有會影響機器的程序運行。

以上的數據，大家在自己進行測試時可以參考。

0x03 測試過程及數據

1. 未做任何優化

1.1 操作

• 按照以下檢查項執行相應的操作。

• 運行 ab -t 10 -c 10 http://myurl.com/index.php

基礎檢查項

• .env 文件中 APP_DEBUG=true

• 不存在 bootstrap/cache/config.php

• 不存在 bootstrap/cache/routes.php

• 不存在 bootstrap/cache/compiled.php 和 bootstrap/cache/services.json

• app/Http/Kernel.php 中開啟了大部分的中間件

• 瀏覽器訪問 Laravel 應用程序歡迎頁確保正常訪問

1.2 數據記錄

2. 關閉應用debug

2.1 操作

• 在步驟 1 基礎上修改 .env 文件中 APP_DEBUG=false。

• 瀏覽器訪問 Laravel 應用程序歡迎頁確保正常訪問。

• 運行 ab -t 10 -c 10 http://myurl.com/index.php。

2.2 數據記錄

2.3 對比結果

與步驟 1 結果比較發現：關閉應用 debug 之後，每秒處理請求數從 26-34 上升到 33-35，請求響應時間從 大部分 300ms 以上下降到 290ms 左右，效果不太明顯，但確實有一定的提升。

注意：這部分與應用中的日誌等使用情況有比較大的關聯。

3. 開啟緩存配置信息

3.1 操作

• 在步驟 2 基礎上，運行 php artisan config:cache，確認生成 bootstrap/cache/config.php。

• 瀏覽器訪問 Laravel 應用程序歡迎頁確保正常訪問。

• 運行 ab -t 10 -c 10 http://myurl.com/index.php。

3.2 數據記錄

3.3 對比結果

與步驟 2 結果比較發現：開啟配置信息緩存之後，每秒處理請求數從 33-35 上升到 36-38，請求響應時間從 290ms 左右下降到 260ms 左右，效果不太明顯，但確實有一定的提升。

4. 開啟緩存路由信息

4.1 操作

• 在步驟 3 基礎上，運行 php artisan route:cache，確認生成 bootstrap/cache/routes.php。

• 瀏覽器訪問 Laravel 應用程序歡迎頁確保正常訪問。

• 運行 ab -t 10 -c 10 http://myurl.com/index.php。

4.2 數據記錄

4.3 對比結果

與步驟 3 結果比較發現：開啟路由信息緩存之後，每秒處理請求數從 36-38 上升到 60 左右，請求響應時間從 260ms 下降到 160ms 左右，效果顯著，從 TPS 看，提升了 70%。

5. 刪除不必要的中間件

5.1 操作

• 在步驟 4 基礎上，註釋掉不必要的中間件代碼。

• 瀏覽器訪問 Laravel 應用程序歡迎頁確保正常訪問。

• 運行 ab -t 10 -c 10 http://myurl.com/index.php。

注意：這次測試中我註釋掉了所有的中間件。實際情況中應該儘量只留下必要的中間件。

5.2 數據記錄

5.3 對比結果

與步驟 4 結果比較發現：刪除了不必要的中間件之後，每秒處理請求數從 60 左右上升到 90 左右，請求響應時間從 160ms 下降到 110ms 左右，效果非常明顯，從 TPS 看，提升了 50%。

6. 開啟類映射加載優化

6.1 操作

• 在步驟 5 基礎上，運行 php artisan optimize --force，確認生成 bootstrap/cache/compiled.php 和 bootstrap/cache/services.json。

• 瀏覽器訪問 Laravel 應用程序歡迎頁確保正常訪問。

• 運行 ab -t 10 -c 10 http://myurl.com/index.php。

6.2 數據記錄

6.3 對比結果

與步驟 5 結果比較發現：做了類映射加載優化之後，每秒處理請求數從 90 上升到 110，請求響應時間從 110ms 下降到 100ms 以下，效果還是比較明顯的。

7. 關閉 OPcache

7.1 操作

• 在步驟 6 基礎上，關閉 PHP 的 OPcache，並重啟服務器。通過 phpinfo() 的 Zend OPcache 確認 OPcache 已經關閉。

• 瀏覽器訪問 Laravel 應用程序歡迎頁確保正常訪問。

• 運行 ab -t 10 -c 10 http://myurl.com/index.php。

7.2 數據記錄

7.3 對比結果

與步驟 6 結果比較發現：關閉 OPcache 之後，每秒處理請求數從 110 下降到 15，請求響應時間從 100ms 以下上升到 650ms 以上。開啟與關閉 OPcache，數據上竟有幾倍的差別。

此後，我重新開啟了 PHP 的 OPcache，數據恢復到步驟 6 水平。

0x04 踩過的坑

1. [LogicException] Unable to prepare route [/] for serialization. Uses Closure.

在運行 php artisan route:cache 命令時報這個錯誤。

原因：路由文件中處理“/”時使用了閉包的方式。要運行該命令，路由的具體實現不能使用閉包方式。

修改方案：將路由的具體實現放到控制器中來實現。

2. [Exception] Serialization of 'Closure' is not allowed.

在運行 php artisan route:cache 命令時報這個錯誤。

原因：路由文件中定義了重複的路由。

修改方案：排查路由文件中的重複路由並修改。尤其要注意 resource 方法很可能導致與其方法重複。

3. [RuntimeException] Invalid filename provided.

在運行 php artisan optimize --force 命名時報這個錯誤。

原因：在加載需要編譯的類時沒有找到相應的文件。5.2 版本的 vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Foundation/Console/Optimize/config.php 中定義了要編譯的文件路徑，但不知道為什麼 /vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Database/Eloquent/ActiveRecords.php 沒有找到，所以報了這個錯誤。

修改方案：暫時註釋掉了以上 config.php 中的 ../ActiveRecords.php 一行。

4. InvalidArgumentException in FileViewFinder.php line 137: View [welcome] not found.

在運行 php artisan config:cache 之後，瀏覽器上訪問 Laravel 應用程序歡迎頁報這個錯誤。

原因：Laravel 應用程序服務器是通過 Homestead 在虛擬機上搭建的。而這個命令我是在虛擬機之外運行的，導致生成的 config.php 中的路徑是本機路徑，而不是虛擬機上的路徑。所以無法找到視圖文件。

修改方案：ssh 到虛擬機內部運行該命令。

0x04 實踐技巧

坑也踩了，測試也做過了。這裡針對這次經歷做個實踐技巧的簡單總結。

1. 有效的 Laravel 應用程序優化技巧

1. 關閉應用debug app.debug=false

2. 緩存配置信息 php artisan config:cache

3. 緩存路由信息 php artisan router:cache

4. 類映射加載優化 php artisan optimize（包含自動加載優化 composer dumpautoload）

5. 根據需要只加載必要的中間件

6. 使用即時編譯器（JIT），如：HHVM、OPcache

2. 編寫代碼時注意事項

1. 路由的具體實現放到控制器中。

2. 不定義重複的路由，尤其注意 resouce 方法。

3. 弄清各中間件的作用，刪除不必要的中間件引用。

0x06 下一步

宇晨PHP培訓提醒大家：以上的調優技巧及編碼注意事項主要針對框架本身，在真正的業務邏輯編碼中有很多具體的優化技巧，在此沒有討論。

後續的優化重點將會放在具體編碼實踐上：

1. 使用 Memcached 來存儲會話 config/session.php

2. 使用專業的緩存驅動器

3. 數據庫請求優化

4. 為數據集書寫緩存邏輯

5. 前端資源合併 Elixir