【导读】徐汉彬曾在阿里巴巴和腾讯从事4年多的技术研发工作，负责过日请求量过亿的web系统升级与重构，目前在小满科技创业，从事saas服务技术建设。最近，php7和hhvm的性能之争成为了一个讨论热点，它们都在提升php执行性能方面取得了突破性的进展。这篇文章，参考了两个社区的技术新进展，为大家科普和介绍它们的性能之争。
php语言的排名变化根据“tiobe编程语言排行榜”（榜单虽然统计方式有局限，但是仍然不失为一个比较好的参考），2010年php最高曾经在世界编程语言中排名第三。可见，php语言在pc互联网时代的web领域可谓叱咤风云，擎天一柱。
在php程序员中，曾经流传着一个段子：
某女：你能让这个论坛的人都吵起来，我就跟你吃饭。
php程序员：php是世界上最好的语言！
某论坛炸锅了，各种吵架……
某女：服了你了，我们走吧！
php程序员：今天不行，我一定要说服他们，php必须是最好的语言。
好了，我们言归正传，语言本身无分好坏，只是在各自使用的场景中解决不同的问题。互联网的时代车轮是很快的，随着移动互联网的到来，在短短四年多的时间里，移动端技术发展横扫全球。与此同时，各种语言群雄并起，而昔日辉煌的php从原来的编程语言的榜单看，下降到第六位（2014年12月榜单）。于是，唱衰php的声音此起彼伏。
但是，鸟哥（惠新宸，php语言开发者之一）在2014年的qcon分享中有一个数据，全球排名前100万的网站中，81.3%使用的web服务端脚本语言是php，2013年同期是78.3%。也就是说，php的在web服务方面并没有减少，只是在移动互联网浪潮中，增加了很多的其他语言技术的应用，进而被稀释了。
最近关于php7和hhvm的性能对比，成为了一个热点的争议话题，大家都在讨论和关注哪一个才是php性能提升的未来。
hhvm（hiphop virtual machine）的起源hhvm是一个开源的php虚拟机，使用jit的编译方式以及其他技术，让php代码的执行性能大幅提升。据传，可以将当前版本的原生php代码提升5-10倍的执行性能。
hhvm起源于facebook公司，facebook早起的很多代码是使用php来开发的，但是，随着业务的快速发展，php执行效率成为越来越明显的问题。为了优化执行效率，facebook在2008年就开始使用hiphop，这是一种php执行引擎，最初是为了将fackbook的大量php代码转成 c++，以提高性能和节约资源。使用hiphop的php代码在性能上有数倍的提升。后来，facebook将hiphop平台开源，逐渐发展为现在的hhvm。
1. php为什么慢？
php的慢是相对于c/c++级别的语言来说，事实上，php语言最初的设计，就不是用来解决计算密集型的应用场景。我们可以这样粗略理解为，php为了提升开发效率，而牺牲了执行效率。
我们知道php一个很大的特点，就是弱类型特性，也就是说，我可以随意定义一个变量，然后给它随意赋值为各种类型的数据。以一个int整型数字为例子，在c语言中：
int num = 200;//通常是4字节
但是，如果是php定义了一个同样的变量，实际对应的存储结构则是：
这个结构体将会占据远比c变量多得多的内存，php中定义方式如下：
$a = 200;//这变量将实际占用对比c变量很多倍的存储空间。
其实对php来说，无论存储什么类型的数据，都是用上述“通杀”的结构体实现。为了兼容php程序员的变量类型“乱入”，php做到了对开发者的友好，但是对执行引擎很残酷。单个变量内存消耗可能还不明显，一旦用到php的数组等，则复杂度指数上升（数组的实现是hashtable）。然后，zend引擎执行时，将这些php代码编译为opcode（php的中间字节码，格式有点类似于汇编），由zend引擎逐行解释执行。
无论是字符串的连接操作，还是数组的简单修改等，几乎都是“php程序员一句话，zend引擎跑断腿”的节奏。因此，同样的操作，对比c来说，php消耗了更多的cpu和内存等系统资源。除此之外，还有内存自动回收、变量类型判断等等，都会增加系统资源的消耗。
例如，我用纯php实现的快速排序函数和原生sort函数，排序10000个整型数字，来做一个耗时对比，结果如下：
原生的sort耗时3.44 ms，而我们自己实现的php函数sort则是68.79 ms。我们发现，两者执行效率差距巨大。我的测试方式，是计算函数执行前后的时间间隔，而不是整个php脚本从启动到结束的时间。php脚本启动和关闭过程，本身有着一系列的初始化和清理工作，也会占据不少的耗时。
通常情况下，php执行效率的排行是：
最快的是php语言结构（isset、echo等），php语言的一部分（它们根本不是函数）。然后比较快的就是php的原生和拓展函数。php拓展，基于zend api之上，用c实现的功能，执行效率和c++/java是属于同一个数量级的。真正慢的就是，我们通过php自己写的代码和函数。例如，假如我们使用的比较重的纯php实现的框架，因为框架本身的模块很多，所以，会明显拖累语言层面的执行效率，同时占据更多的内存。（国内的yaf框架，以拓展的方式实现，因此执行效率远快于纯php写的框架）
在一般情况下，我们并不推荐用过php实现逻辑复杂计算类型的功能，尤其是web系统流量比较大的场景下。因此，php程序员应该对php的各种原生函数和各类拓展有一个比较广泛的了解，在具体的功能实现场景中，寻求更原生的解决方案（原生接口或者拓展），而不是自己写一堆复杂的php代码来实现这类型功能。
如果有足够的php拓展开发实力，将这类型业务功能重写为一个php拓展，也会大幅提升代码的执行效率。这是一个非常不错的方式，也被广泛应用php优化中。但是，自己编写的php业务拓展的缺点也很明显：
拓展开发耗时比较长，需求变更的时候修改也复杂，写得不好可能会影响web服务稳定性。（例如，在apache的worker模式下，多线程场景下挂掉，会影响同一个进程下的其他正常子线程。如果是多线程的web模式，编写拓展还需要支持线程安全）拓展在php版本升级的时候，可能需要做额外的兼容工作。人员变动后的维护和接手成本也比较高。实际上，在互联网一线企业中，更常见的解决方案，并非增加php拓展，而用c/c++独立写一个服务server，然后php通过socket和服务server通信来完成业务处理，并不将php本身和业务耦合在一起。
不过，web服务大部分的性能瓶颈都在网络传输和其他服务server的耗时上（例如mysql等），php执行的耗时在整体耗时的占用比例非常小，所以从业务角度来说，影响可能并不明显。
2. hhvm提升php执行性能的方式
hhvm提升php性能的途径，采用的方式就是替代zend引擎来生成和执行php的中间字节码（hhvm生成自己格式的中间字节码），执行时通过jit（just in time，即时编译是种软件优化技术，指在运行时才会去编译字节码为机器码）转为机器码执行。zend引擎默认做法，是先编译为opcode，然后再逐条执行，通常每条指令对应的是c语言级别的函数。如果我们产生大量重复的opcode（纯php写的代码和函数），对应的则是zend多次逐条执行这些c代码。而jit所做的则是更进一步，将大量重复执行的字节码在运行的时候编译为机器码，达到提高执行效率的目的。通常，触发jit的条件是代码或者函数被多次重复调用。
普通的php代码，因为无法固定变量的类型，需要额外添加判断类型的逻辑代码，这样php代码是不利于cpu执行和优化的。因此，hhvm通常需要用到hack写法（为了兼容某种特性而额外添加的技巧性质的代码）的php代码来“配合”，就是为了让变量类型固定，方便虚拟机编译执行。php追求以一种形式来容纳一切类型，而hack则可以将被容纳的一切标记上确定的类型。
php代码的hack写法的例子：
上面的例子中，php代码主要被添加上了变量类型。hack写法的总体方向，就是将之前“动态”的写法变为“静态”的写法，来配合hhvm。
hhvm因为它的高性能而吸引了不少人的关注，一些一线互联网公司也开始跟进使用。从纯语言执行性能测试结果来看，hhvm领先了开发中的php7版本不少。
不过，从具体业务场景来看，hhvm和php7的差距并没有那么大，以wordpress开源博客首页为测试场景的结果中，他们目前的差距并不明显。
但是，php7目前还在开发中，就已经可用的技术方案来看，目前的hhvm略胜一筹。不过，hhvm的部署和应用都存在一些的问题：
服务部署比较复杂，有一定维护成本。对php原生代码并非完整支持，php拓展也需要做适当的兼容。hhvm是个新虚拟机，长时间运行有内存泄露。（据说，一线互联网公司在应用这个技术时，是通过自己打patch的方式解决内存泄露）hhvm毕竟是一个相对比较新的开源项目，发展到成熟仍然需要一定时间。
php7的性能革新php长期以来饱受批评的性能问题，将会在这个版本得到大幅度的改善。版本中间没有php6哈，据说，是因为这个版本曾经立过项目，后来大部分功能都在5.x的版本里实现了，为了避免混淆，下一个大版本直接就是php7。（几年以前，我还看到过关于php6的书籍。）
1. php7