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PHP JIT 是什么?PHP8 新特性之 JIT 图文详解

PHP8 alpha1已经在昨天发布,相信关于JIT是大家最关心的,PHP8 JIT是什么,又怎么用,又有什么要注意的,以及性能提升到底咋样? 视频教程推荐:《PHP编程从入门到精…

PHP8 alpha1已经在昨天发布,相信关于JIT是大家最关心的,PHP8 JIT是什么,又怎么用,又有什么要注意的,以及性能提升到底咋样?

视频教程推荐:《PHP编程从入门到精通》

首先,我们来看一张图:

Snipaste_2020-06-28_13-44-26.png

右图有点错误就是,当JIT以后,下次请求的时候,会直接从JIT Buffer中读取执行,后续我把图改一下

左图是PHP8之前的Opcache流程示意图, 右图是PHP8中的Opcache示意图, 可以看出几个关键点:

  • Opcache会做opcode层面的优化,比如图中的俩条opcode合并为一条

  • JIT在Opcache优化之后的基础上,再次优化,直接生成机器码

  • PHP8的JIT是在Opcache之中提供的

  • 目前PHP8只支持x86架构的CPU

  • JIT是在原来Opcache优化的优化基础之上进行优化的,不是替代

事实上JIT共用了很多原来Opcache做优化的基础数据结构,比如data flow graph, call graph, SSA等,关于这部分,后续如果有时间,可以单独在写一个文章来介绍,今天就只是着重在使用层面。

下载安装好以后,除掉原有的opcache配置以外,对于JIT我们需要添加如下配置到php.ini:

opcache.jit=1205opcache.jit_buffer_size=64M

opcache.jit这个配置看起来稍微有点复杂,我来解释下, 这个配置由4个独立的数字组成,从左到右分别是(请注意,这个是基于目前alpha1的版本设置,一些配置可能会随着后续版本做微调):

  • 是否在生成机器码点时候使用AVX指令, 需要CPU支持:
    0: 不使用1: 使用
  • 寄存器分配策略:
    0: 不使用寄存器分配1: 局部(block)域分配2: 全局(function)域分配
  • JIT触发策略:
    0: PHP脚本载入的时候就JIT1: 当函数第一次被执行时JIT2: 在一次运行后,JIT调用次数最多的百分之(opcache.prof_threshold * 100)的函数3: 当函数/方法执行超过N(N和opcache.jit_hot_func相关)次以后JIT4: 当函数方法的注释中含有@jit的时候对它进行JIT5: 当一个Trace执行超过N次(和opcache.jit_hot_loop, jit_hot_return等有关)以后JIT
  • JIT优化策略,数值越大优化力度越大:
    0: 不JIT1: 做opline之间的跳转部分的JIT2: 内敛opcode handler调用3: 基于类型推断做函数级别的JIT4: 基于类型推断,过程调用图做函数级别JIT5: 基于类型推断,过程调用图做脚本级别的JIT

基于此,我们可以大概得到如下几个结论:

  • 尽量使用12×5型的配置,此时应该是效果最优的

  • 对于x, 如果是脚本级别的,推荐使用0, 如果是Web服务型的,可以根据测试结果选择3或5

  • @jit的形式,在有了attributes以后,可能变为<<jit>>

现在,我们来测试下启用和不启用JIT的时候,Zend/bench.php的差异,首先是不启用(php -d opcache.jit_buffer_size=0 Zend/bench.php):

simple             0.008simplecall         0.004simpleucall        0.004simpleudcall       0.004mandel             0.035mandel2            0.055ackermann(7)       0.020ary(50000)         0.004ary2(50000)        0.003ary3(2000)         0.048fibo(30)           0.084hash1(50000)       0.013hash2(500)         0.010heapsort(20000)    0.027matrix(20)         0.026nestedloop(12)     0.023sieve(30)          0.013strcat(200000)     0.006------------------------Total              0.387

根据上面的介绍,我们选择opcache.jit=1205, 因为bench.php是脚本(php -d opcache.jit_buffer_size=64M -d opcache.jit=1205 Zend/bench.php):

simple             0.002simplecall         0.001simpleucall        0.001simpleudcall       0.001mandel             0.010mandel2            0.011ackermann(7)       0.010ary(50000)         0.003ary2(50000)        0.002ary3(2000)         0.018fibo(30)           0.031hash1(50000)       0.011hash2(500)         0.008heapsort(20000)    0.014matrix(20)         0.015nestedloop(12)     0.011sieve(30)          0.005strcat(200000)     0.004------------------------Total              0.157

可见,对于Zend/bench.php, 相比不开启JIT,开启了以后,耗时降低将近60%,性能提升将近2倍

对于大家研究学习来说,可以通过opcache.jit_debug来观测JIT后生成的汇编结果,比如对于:

function simple() {  $a = 0;  for ($i = 0; $i < 1000000; $i++)    $a++;}

我们通过php -d opcache.jit=1205 -dopcache.jit_debug=0x01 可以看到:

JIT$simple: ; (/tmp/1.php)sub $0x10, %rspxor %rdx, %rdxjmp .L2.L1:add $0x1, %rdx.L2:cmp $0x0, EG(vm_interrupt)jnz .L4cmp $0xf4240, %rdxjl .L1mov 0x10(%r14), %rcxtest %rcx, %rcxjz .L3mov $0x1, 0x8(%rcx).L3:mov 0x30(%r14), %raxmov %rax, EG(current_execute_data)mov 0x28(%r14), %editest $0x9e0000, %edijnz JIT$$leave_functionmov %r14, EG(vm_stack_top)mov 0x30(%r14), %r14cmp $0x0, EG(exception)mov (%r14), %r15jnz JIT$$leave_throwadd $0x20, %r15add $0x10, %rspjmp (%r15).L4:mov $0x45543818, %r15jmp JIT$$interrupt_handler

大家可以尝试阅读这段汇编,比如其中针对i的递增,可以看到优化力度很大,比如因为i是局部变量直接分配在寄存器中,i的范围推断不会大于10000,所以不需要判断是否整数溢出等等。

而如果我们采用opcache.jit=1201, 我们可以得到如下结果:

JIT$simple: ; (/tmp/1.php)sub $0x10, %rspcall ZEND_QM_ASSIGN_NOREF_SPEC_CONST_HANDLERadd $0x40, %r15jmp .L2.L1:call ZEND_PRE_INC_LONG_NO_OVERFLOW_SPEC_CV_RETVAL_UNUSED_HANDLERcmp $0x0, EG(exception)jnz JIT$$exception_handler.L2:cmp $0x0, EG(vm_interrupt)jnz JIT$$interrupt_handlercall ZEND_IS_SMALLER_LONG_SPEC_TMPVARCV_CONST_JMPNZ_HANDLERcmp $0x0, EG(exception)jnz JIT$$exception_handlercmp $0x452a0858, %r15djnz .L1add $0x10, %rspjmp ZEND_RETURN_SPEC_CONST_LABEL

这就只是简单的内敛部分opcode handler的调用了。

你也可以尝试各种opcache.jit的策略结合debug的配置,来观测结果的不同,你也可以尝试各种opcache.jit_debug的配置,比如0xff,将会有更多的辅助信息输出。

好了,JIT的使用就简单介绍到这里,关于JIT本身的实现等细节,以后有时间,我再来写吧。

大家现在就可以去php.net下载PHP8来测试了 :)

相关推荐:《PHP》《PHP7》

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