Продуктивність

Огляд

Погано написана програма завжди матиме низьку продуктивність. Найпоширеніший спосіб для розробників підвищити продуктивність своїх продуктів:

просто забезпечити вищу потужність обладнання для нього

Проблема наведеного вище підходу має два недоліка. На початку в більшості випадків власник понесе додаткові витрати. Друга проблема полягає в тому, що настане момент, коли не можна буде більше покращити обладнання і єдиною альтернативою залишиться використання балансерів, докера, групування серверів і тощо, що тільки примножить витрати.

Але залишиться проблема - погано написана програма

Щоб прискорити вашу програму, потрібно переконатися в тому, що вона написана найкращим чином для виконання поставлених завдань. Ніщо не може бути кращим добре продуманого дизайну. Після цього слід братись за інші аспекти: - апаратне забезпечення сервера - маршрутизація клієнтських підключень (місце розташування, браузери) - затримки мережі - обладнання бази даних

і багато іншого. У цій статті ми спробуємо розглянути деякі сценарії, які можуть забезпечити краще розуміння того, де ваш додаток є дуже повільним.

ПРИМІТКА Це рекомендації і хороші практики. Ви ні в якому разі не зобов’язані дотримуватися цих порад, і аж ніяк їх список не є вичерпним. Ваші стратегії підвищення продуктивності базуються насамперед на потребах вашого продукту.

Сервер

Профілювання - це форма динамічного аналізу програм, яка пропонує метрики, що відповідають вашому продукту. Профілювання показує справжню картину того, що насправді відбувається в будь-який час у програмі, і таким чином направляйте вас до областей, де потрібна ваша увага. Профілювання має бути безперервним у виробничій програмі.

Це також створює додаткові витрати, що слід врахувати. Найбільш детальне профілювання відбувається з кожним запитом, але все це залежатиме від вашого трафіку. Ми, звичайно, не хочемо збільшувати навантаження на сервер тільки тому, що ми профілюємо додаток. Типовий спосіб профілювання - це один запит на 100 або 1 на 1000. Через деякий час буде достатньо даних для того, щоб зробити висновки щодо того, де відбувається уповільнення, чому виникли піки тощо.

XDebug

XDebug пропонує дуже зручний профайлер прямо з коробки. Вам потрібно лише встановити розширення та увімкнути профілювання у вашому php.ini:

xdebug.profiler_enable = On

Використання інструменту, наприклад Webgrind дозволить вам підключитись до XDebug і отримати дуже цінну інформацію про те, що відбувається з вашим кодом. Webgrind пропонує статистику, які методи повільніші за інші, та іншу статистику.

Xhprof

Xhprof – інше розширення для PHP додатків. Щоб увімкнути його, вам потрібно додати наступний рядок на початок файлу bootstrap:

<?php

xhprof_enable(XHPROF_FLAGS_CPU + XHPROF_FLAGS_MEMORY);

Потім в кінці цього ж файлу збережіть профільовані дані:

<?php

$xhprof_data = xhprof_disable('/tmp');

$XHPROF_ROOT = '/var/www/xhprof/';
include_once $XHPROF_ROOT . '/xhprof_lib/utils/xhprof_lib.php';
include_once $XHPROF_ROOT . '/xhprof_lib/utils/xhprof_runs.php';

$xhprof_runs = new XHProfRuns_Default();
$run_id = $xhprof_runs->save_run($xhprof_data, 'xhprof_testing');

echo "https://localhost/xhprof/xhprof_html/index.php?run={$run_id}&source=xhprof_testing\n";

Xhprof пропонує вбудований HTML оглядач для аналізу профільованих даних:

Як зазначено вище, профілювання може збільшити навантаження на ваш сервер. У випадку використання Xhprofви можете встановити умову, що запуск профілювання буде здійснюватись лише після X запитів.

SQL-інструкції

Майже всі RDBM пропонують інструменти для визначення повільних SQL-команд. Визначення та виправлення повільних запитів дуже важливо з точки зору продуктивності на стороні сервера. MariaDB / MySql / AuroraDb пропонують налаштування, що дозволяють вести журнал slow-query. Після цього база даних зберігає власні метрики, і коли запиту буде потрібно більше часу для завершення, запис про нього буде зроблено в slow-query журналі. Цей журнал може бути проаналізовано командою розробників, щоб зробити відповідні правки у коді.

Щоб увімкнути цю функцію, вам потрібно буде додати це до my.cnf (не забудьте перезапустити ваш сервер бази даних)

log-slow-queries = /var/log/slow-queries.log
long_query_time = 1.5

Клієнт

Іншою зоною, що потребує уваги розробника є клієнт. Поліпшення завантаження активів, таких як зображення, таблиці стилів, файли javascript, може значно підвищити продуктивність та покращити користувацький досвід. Є ряд інструментів, які можуть допомогти з ідентифікацією вузьких місць на стороні клієнта:

Браузери

Більшість сучасних браузерів мають інструменти для обліку часу завантаження сторінки. Вони називаються веб-інспекторами або інструментами розробника. Наприклад, при використанні будь-якого браузера на базі Chromium чи Brave, ви можете проінспектувати сторінку, а інструменти розробника покажуть купу всього, що завантажилось для поточної сторінки (файли), скільки часу пройшло і загальний час завантаження:

Потенційно легке рішення для підвищення продуктивності на стороні клієнта — встановити правильні заголовки ресурсів так, щоб їх термін використання вичерпався якомога пізніше у майбутньому на противагу повторному їх завантаження із сервера щоразу, як здійснюється запит. Крім того, постачальники CDN можуть допомогти з постачанням ресурсів з дата-центрів, що розташовані ближче до клієнта, який здійснює запит.

Yahoo! YSlow

YSlow analyzes web pages and suggests ways to improve their performance based on a set of rules for high performance web pages

PHP

PHP стає швидшим з кожною новою версією. Використання останньої версії покращує продуктивність ваших продуктів, а також Phalcon.

Байт-код кеш

OPcache, як і більшість інших байт-код кешів, допомагає програмам зменшити накладні витрати на читання, маркування і аналіз вмісту PHP файлів у кожному запиті. Результати інтерпретації зберігаються в оперативній пам’яті між запитами до тих пір, поки PHP запускається як fcgi (fpm) або mod_php. OPcache включено до php починаючи з версії 5.5.0. Щоб перевірити чи його активовано, перевірте такий запис в php.ini:

opcache.enable = On
opcache.memory_consumption = 128    ;default

Разом з тим, кількість доступної пам’яті для кешування opcode має бути достатньою для зберігання всіх файлів вашого продукту. Значення за замовчуванням 128 МБ зазвичай достатньє для навіть великих кодових баз.

Сервісний кеш

APCu можна використовувати для кешування операцій, що потребують значних розрахунків, або ж для повільних джерел даних, таких як веб-сервіси з високою затримкою. Інше питання, як визначити чи потрібно кешувати результат, - для цього є практичне правило: якщо відповідні операції мають часто виконуватись, а їх результат ідентичний. Переконайтеся за допомогою профілювання (інспектування), що така оптимізація фактично покращила час виконання запиту.

apc.enabled = On
apc.shm_size = 32M  ;default

Як і з вищезгаданим opcache, переконайтеся, що кількість оперативної пам’яті достатня для вашого продукту. Альтернативами APCu можуть бути Redis або Memcached, однак, для них необхідно запустити додаткові процеси на вашому сервері або іншій машині.

Повільні завдання

Виходячи з потреб вашого продукту, може бути час, коли необхідно буде виконувати окремі завдання протягом тривалого часу. Прикладами таких завдань можуть бути: обробка відео, оптимізація зображень, надсилання електронних листів, генерування PDF-документів тощо. Ці завдання повинні бути виконані за допомогою фонових завдань. Звичайний процес: - додаток ініціює завдання, надіславши повідомлення диспетчеру черги - користувач бачить повідомлення, що завдання заплановане до виконання - у фоновому режимі (або на іншому сервері) робочий скрипт періодично перевіряє чергу виконання - коли приходить повідомлення, робочий скрипт визначає тип повідомлення і викликає відповідний сервіс для виконання завдання - після завершення завдання, користувач отримує повідомлення про те, що його дані готові.

Це спрощене уявлення про те, як працює черга фонових процесів, але можна запропонувати і кращі ідеї про те, як мають бути виконані фонові завдання. Також є безліч сервісів черг, які можна використовувати за допомогою відповідних бібліотек PHP:

• NATS
• RabbitMQ
• Redis
• Resque
• SQS
• ZeroMQ

Швидкість сторінки

mod_pagespeed пришвидшує роботу вашого сайту і зменшує час завантаження сторінки. Цей модуль Apache HTTP-сервера з відкритим вихідним кодом (також доступний для nginx) автоматично застосовує кращі практики веб продуктивності до сторінок і пов’язаних з ними ресурсами (CSS, JavaScript, зображення), не вимагаючи від вас змінити існуючий контент або робочий процес.