PHP 霸主地位被動搖，JIT 是窮途末路後的絕地反擊？

摘要: PHP 是 Web 開發最常用的語言，自創建以來，PHP 語言經歷了許多激烈的改進，其中性能是開發人員在評估新版本時考慮的主要標準之一。每個大版本的更新都會帶來很多新特性和性能提升。

TIOBE 2017 年度編程語言榜單已出爐，世界上最好的語言 PHP 再度無緣年度編程語言。

距離其上次（2004 年）獲得年度編程語言，已有 13 年之久。而從歷年 TIOBE 編程排行榜趨勢圖也可以看到，自 2014 年以來，PHP 總體處於持續下滑趨勢。

作為世界上最好的語言，PHP 的霸主地位會被撼動嗎？

據 W3Techs.com 的數據顯示，近年來，有超過 80% 的網站在伺服器端的編程語言選擇了 PHP，一門語言流行的背後必會有其原因，PHP 一開始憑藉其簡單上手而流行起來，而持續流行了這麼多年，我們相信不僅僅是由於它的易於使用，作為一門伺服器端的語言，如果性能沒有足夠好，很難一直被流行至今。

下面，我們不妨回顧下 PHP 的性能是如何演進的。

PHP的性能演進歷史

PHP 是 Web 開發最常用的語言，自 1994 年 Rasmus Lerdorf 創建 PHP 以來，PHP 語言經歷了許多激烈的改進，其中性能是開發人員在評估新版本時考慮的主要標準之一。每個大版本的更新都會帶來很多新特性和性能提升。

有關 PHP 性能改進的主要版本歷史：

• 1994：Rasmus Lerdorf 為了維護個人網頁而製作了一個簡單的用 Perl 語言編寫的程序，稱為 Personal Home Page

• 1995：Rasmus Lerdorf 用 C 語言對"Personal Home Page"進行重新編寫，包括可以訪問資料庫，並於 1995 年 6 月 8 日發布了首個公開版。這是 PHP 1.0 版本，也是第一次使用了"PHP"的名字

• 1997：Rasmus Lerdorf、Andi Gutmans 和 Zeev Suraski 加入了該語言的第三個版本的開發，並進行根本性的重新設計，性能大大提升。從那之後， PHP 開發組也創建並發展起來。PHP 也在這個時候改稱為 PHP：Hypertext Preprocessor

• 2000：以 Zend Engine 1.0 為基礎的 PHP 4 正式發布，自此，PHP 的性能才開始變得正式起來

• 2004：發布了 PHP 5，PHP 5 使用了第二代的 Zend Engine。PHP 包含了許多新特色，如強化的面向對象功能、引入 PDO（PHP Data Objects，一個存取資料庫的延伸函數庫）、以及許多效能上的增強

• 2015：12 月 3 日，PHP 7.0 正式發布，使用的 Zend Engine 3 帶來了 100% 的性能提升，還有統一的變數語法，基於抽象語法樹編譯過程

可以看到，於 2015 年發布的 PHP 7 在性能方面取得了重大的突破。該版本最大的改進莫過於無感知的 100% 性能提升，其中包含了運行速度與內存消耗。與 PHP 5 相比，PHP 7 的綜合性能提升了一倍以上。

PHP 7 帶來的性能飛躍讓開發者獲益良多，使得很多應用受益，也使得 PHP 的應用場景變得更加廣泛。

那麼下一步 PHP 的性能提升方向是什麼？下文將分享 PHP 下一個性能提升的主要舉措：JIT 的進展，以及下一個大版本的 PHP 可能帶來的特性。（ 整理出自：2017 年 OSC 源創會年終盛典鳥哥演講《PHP Next: JIT》）

鳥哥表示，從 PHP 7 發布到現在，在提交一些關於性能提升的工作時，阻力會變得小很多。可以說，PHP 7 是開啟了 PHP 性能發展方向的一個風潮。

事實上，為一個有長遠歷史的程序做優化的難度比推倒重構更高。PHP 7 在性能方面帶來了跨越式的提升，如果能夠將這些成果應用到使用 PHP 的 Web 系統中，也許只需要更少的機器，就能支撐起更高請求量的服務。

PHP 7之後會有什麼 —— JIT

這是一個十分值得我們期待的版本，目前由 Zend 引擎的 Dmitry Stogov 主導。雖然它是基於 PHP 7.1 版本，但實際版本號尚未確定。

JIT是什麼？為什麼是 JIT？

JIT (Just-In- Time 即時編譯) 並非是新技術，很多語言例如 Java 早已實現。JIT 的思想很簡單，即在程序運行時動態對程序進行編譯，生成平台相關的機器碼（比如運行它的機器 CPU 的本地代碼），從而加快程序的運行速度。

為什麼是 JIT？

不妨先來看看 PHP 文件的執行流程。PHP 文件的執行流程大致是首先引擎載入 PHP 文件，解釋器逐條解釋執行代碼。

引入 JIT 後，前面部分一樣，重點是 JIT 編譯器會根據 Runtime 信息對熱點代碼進行動態編譯生成機器碼，此後這部分代碼就可以直接執行，不再需要解釋器逐條解釋執行，因此運行效率會得到提升。

Facebook 開源的 PHP 虛擬機 HHVM(HipHop Virtual Machine) 就採用了 JIT，這讓他們的 PHP 性能測試結果提升了一個數量級，也讓開發者意識到 JIT 是一項點石成金的強大技術。HHVM 也是目前最熱門的帶 JIT 編譯器的 PHP 實現。

PHP 7.1引入了類型推斷

而 PHP 要想實現 JIT，必須要解決變數的類型推斷這個難題。試想，如果在動態編譯時仍需要進行大量的類型檢查，性能將會大幅下降。

PHP 7.1 引入了一個稱作「類型推斷」的特性，這是現階段正在實現的 JIT 的前驅，但它不是單獨開發的，2013 年的 PHP 5 已經實現了一套推斷系統，7.1 嵌入了這套系統並對其進行優化。

PHP 7 中已經可以控制變數的類型，7.1 對這個機制進行了完善。我們甚至可以說目前的 PHP 已經是半強類型語言，但由於 PHP 的弱類型語言歷史，目前仍有大量代碼在運行前無法得知變數類型，所以在 7.1 中 PHP 的開發者進行了大量變數類型推斷的工作，為後續的 JIT 實現打下基礎。

對變數進行推斷，目前比較簡單的一種辦法是數據流分析，即分析代碼的上下文，從而推斷出變數的可能類型，比如：

function calc ($a1, $b2) { // $a1: [ANY], $b2: [ANY]
$T3 = $a1 * 2; // $T3: [LONG, DOUBLE]
$a4 = $T3 % 1000; // $a4: [LONG]
$T5 = $b2 * 3; // $T5: [LONG, DOUBLE]
$b6 = $T5 % 1000; // $b6: [LONG]
$T7 = $a4 + $b6; // $T7: [LONG, DOUBLE]
return $T7;
}

對於這項改進，目前依然有較多的困難，鳥哥表示他們的解決思路是對 JIT 進行分級，通過配置實現不同程度的動態編譯，從而降低類型預測的難度。此外，針對具體的場景，進行垂直優化。除了基於數據流的分析，PHP 7.1 還會基於分支進行判斷。

PHP 7.2繼續提升性能並完善類型推斷

PHP 7.2 不久前也已發布，與 7.1 相比，它的性能有大約 10% 的提升。7.2 在數據流分析里引入了三個新特性。

• sparse conditional constant propagation

• 逃逸分析

• 移除「死代碼」（消除沒有副作用的代碼）

PHP 7.2 還包括對基於分支預測的優化，此外，還引入了稱為"HYBRID VM"的虛擬機引擎。

關於 JIT 性能表現的一些數據

那麼，JIT 性能的提升效果表現如何？這要取決於項目的實際瓶頸。鳥哥表示，JIT 對性能提升要看具體的情景，如果某段邏輯是計算密集型的，它的提升大概有 1/4，不過也有一些性能提升不明顯的場景，如果在 IO 密集型場景下進行測試，性能的提升不會很明顯，所以一定要考慮具體的使用場景。

此外，鳥哥表示，將來如果要寫出更友好的代碼，不妨考慮多添加一些類型提示。

最後

TIOBE 編程語言社區排行榜是編程語言流行趨勢的一個指標，名次的下降一定程度反映了當前編程語言的流行趨勢，但不能成為衡量一門語言是否優秀的唯一標準。有些編程語言受眾領域較小，難以達到大範圍的推廣普及，但在它所專長的領域，發揮著獨有的優勢。

PHP 在服務端編程語言領域依舊佔據主導地位，同時，PHP 社區組持續不斷地做版本迭代更新，性能提升。下一個大版本將引入 JIT 特性，這個被奉為點石成金的技術會給 PHP 帶來更好的性能，更大的發展嗎？

參考：

http://hansionxu.blog.163.com/blog/static/24169810920158704014772/

http://www.laruence.com/2016/12/18/3137.html

https://www.jianshu.com/p/de1b5c6849c8

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