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Nginx 黑魔法：使用 NGX-PHP 模块低成本实现高性能应用

　　本篇文章分享一个和 Nginx 以及 PHP 有关的“黑魔法”：NGX-PHP 模块。通过这个方式，我们可以低成本的实现高性能应用，以及适合在服务器资源有限的情况下，同时体验到 Nginx 的高效以及 PHP 的灵活。

　　如果你对 PHP 的印象还停留在“慢”，那么或许这篇文章可以帮助你打开新世界。

　　写在前面

　　提到 “NGX 和 PHP”，使用过 Nginx 和 PHP 的同学第一反映可能是 Nginx + PHP-FPM 这种架构。不过，这篇文章中，我们要提到的技术架构更简单高效一些：直接使用 Nginx 和三方模块（NGX-PHP），调用 PHP Embedded 库，来实现原本需要跨进程实现的功能，从而明显提升应用性能。

　　之所以能够这样玩，需要感谢下面两个项目的相关实现：PHP 提供了一种有趣的调用方式：让其他的程序能够通过支持 C Bindings 的符号绑定的方式来调用它的核心引擎，Zend。这种接口调用方式，被称作 PHP SAPI 或者 PHP-Embeded，项目地址：https://github.com/php/php-src/tree/master/sapi/embed2016 年，有一位来自搜狐的工程师 rryqszq4，开始在 GitHub 上尝试开源一个项目，把 “Nginx” 和 “PHP-Embeded Library” 桥接到一起，这个项目经过多年发展，陆续支持了 PHP5、PHP7，以及最新的 PHP8。项目地址：https://github.com/rryqszq4/ngx-php

　　在 Techem Power 的测试中，自 2020 年开始，“NGX-PHP” 这个技术选型出现之后，便取得了不错的成绩，比如：2020 年的Round 19[1]，以及 2022 年的Round 21[2]。2020 年和 2022 年的两轮框架评分测试

　　在最近的 2022 年测试中，框架开销[3]非常低，位于排行榜第五和第六名。2022 年测试中，框架开销排行

　　如果用我们熟悉的 Node.js + MongoDB 作为基准，那么这套方案开销比它少 300%：跑的快，吃草少。换个角度来看，这个方案非常贴合 “Nginx” 和 “PHP” 的特性：快糙猛。

　　好了，关于这个项目的概况就介绍到这里，我们先来使用 Docker 快速、实际的感受下它的性能。

　　快速体验

　　执行下面的命令：

　　当 Docker 镜像下载完毕之后，我们将看到一个和普通 Nginx 镜像启动无异的日志输出：

　　打开浏览器，输入 ，就能够看到效果啦。2022 年测试中，框架开销排行

　　随手输入一些内容，能够看到程序“跑的”还是挺快的。发一些只有自己看的到的“微博”

　　在不进行应用优化、Nginx 优化的前提下，我们能够看到处理一个请求不过 2ms 左右。单次请求服务端处理时间2ms左右

　　接下来，我们来聊聊如何使用 NGX-PHP，学习了解这种开源方案背后的一些细节。完整的应用代码，我上传到了 soulteary/ngx-php-micro-blog[4]，有需要可以自取。

　　准备工作

　　想要愉快的阅读和跟着本文游玩，只需要 Docker 环境，可以参考《在笔记本上搭建高性价比的 Linux 学习环境：基础篇[5]》文章完成基础环境的准备，就不过多赘述了。

　　实现简单的微博应用

　　我们来使用“最好的语言：PHP”，实现一个简单的“微博/推特”程序。

　　简单实现模版类

　　使用 PHP “画一个”页面出来，可以用的方式非常多，最具可维护性的方式是使用”“模版”。为了不过多引入复杂性，就不使用 PHP 包管理器来为项目添加“模版引擎”了，我们来实现一个简单的模版类（不到 30 行）：

　　在完成简单的模版功能之后，我们就能够在应用中使用 来进行页面结果的渲染了。

　　简单实现主要逻辑

　　接下来，我们来实现“微博”的主要流程逻辑，大概 130 行左右的代码就能够搞定：

　　简单实现页面模版

　　完成主要程序实现之后，我们来实现页面模版，大概 120 行就能够搞定：

　　使用 PHP 官方镜像验证程序

　　为了方便后续的演示和性能对比，这里我们直接声明一些路径为 Nginx 容器的地址，所以当你看到后续 Apache 镜像中使用的路径，不必惊讶：

　　在完成程序调整之后，我们简单编写一个 配置，来使用 PHP 官方提供的 Docker 镜像来验证程序是否能够正常运行：

　　使用 启动程序之后，我们访问 就能够看到文章一开头的界面了。随便输入点内容，然后点击“发布” 按钮，能够看到一切符合预期，功能可以正常工作。验证是否能够完成核心功能：发微博

　　确认程序能够正常工作后，我们来将程序迁移到 NGX-PHP 环境中。

　　这部分的代码，可以参考项目的提交记录：soulteary/ngx-php-micro-blog/commit/d97385b945c998385cbc7dee813529f05b4f15d3[6]

　　构建 NGX PHP 容器镜像

　　这里，我们借助很早之前提到过的一个项目 https://github.com/nginx-with-docker/nginx-docker-playground 来快速完成 NGX PHP 这个 Nginx 模块的构建，关于“如何在容器时代高效使用 Nginx 三方模块”，可以参考这篇文章[7]。

　　完成构建之后，我们使用多阶段构建，制作最终的应用镜像就好了：

　　这个小节的完整代码，在这里可以找到： soulteary/ngx-php-micro-blog/Dockerfile[8]。使用 ，完成基础镜像构建，我们将得到一个 12MB 左右的小巧的、包含了 Nginx PHP 模块的镜像。小巧可爱的容器镜像

　　在完成了基础镜像构建之后，我们来进行程序的“改造”。

　　将 PHP 程序适配 NGX PHP 环境

　　如果我们不修改任何代码，通过调整 配置文件，切换容器镜像和挂载的文件，是可以让程序在我们新构建的 NGX-PHP 镜像中运行的。

　　但是我们会得到一些报错，导致程序不能正常运行。

　　解决变量、函数重复定义的问题

　　我们首先可能遇到的问题就是类似下面的报错，告诉我们重复声明了“某些内容”，比如常量：

　　或者重复声明了“某些类”：

　　出现这两个问题的原因，是因为 NGX PHP 模块中，“全局变量和静态变量”都是不安全的。

　　解决第一个问题，我们可以有两个方案，降低声明的作用域，或者加上一些防御性判断：

　　解决第二个问题，我们只能够依赖添加判断来避免重复声明：

　　解决完毕上面两个问题，程序就能够正常展示界面了。

　　解决参数获取不到的问题

　　虽然解决了上面的问题，程序能够正常展示，但是我们会发现提交任何内容，程序都不会有“正确的反应”，而 Nginx 日志中也没有任何错误信息。

　　出现这个问题的原因是，在 NGX PHP 环境下，PHP 获取用户提交数据的方式由 和 改为了 和 。

　　为了解决这个问题，并且保持我们的程序依旧能够在官方 PHP 环境中运行、调试，可以实现一个简单的 方法，让程序兼容不同的环境：

　　对应的，调整上文中程序获取用户输入数据的方法，就能够让程序正常的在 NGX PHP 容器中运行啦。

　　最终应用程序

　　最终的应用程序，算上换行大概 220 行左右：

　　简单的性能比较

　　除了相信相对中立的机构的测试结果之外，我们也可以自己进行应用性能测试，来验证 NGX-PHP 是否真的能够“降本增效”。

　　下面我们就用上面最终实现好的程序，分别在我们构建的 镜像和 PHP 官方镜像 中进行简单的请求性能测试：

　　先使用开启 OPCACHE 之后的官方镜像（），完成30s 的压力测试：

　　接着，使用我们构建好的 NGX PHP 镜像，在不开启缓存的情况下进行测试：

　　可以看到，性能提升还是比较明显的。

　　最后

　　好了，关于 NGX PHP 的第一篇文章就聊到这里吧。关于更多的细节，或许后面有机会，我会再写一两篇文章进行分享。

　　--EOF

　　引用链接

　　Round 19: https://www.techempower.com/benchmarks/#section=data-r19&test=composite Round 21: https://www.techempower.com/benchmarks/#section=data-r21&test=composite 框架开销: https://www.techempower.com/benchmarks/#section=data-r21&test=db soulteary/ngx-php-micro-blog: https://github.com/soulteary/ngx-php-micro-blog 在笔记本上搭建高性价比的 Linux 学习环境：基础篇: https://soulteary.com/2022/06/21/building-a-cost-effective-linux-learning-environment-on-a-laptop-the-basics.html soulteary/ngx-php-micro-blog/commit/d97385b945c998385cbc7dee813529f05b4f15d3: https://github.com/soulteary/ngx-php-micro-blog/commit/d97385b945c998385cbc7dee813529f05b4f15d3 这篇文章: https://soulteary.com/2021/03/22/how-to-use-nginx-third-party-modules-efficiently-in-the-container-era.html soulteary/ngx-php-micro-blog/Dockerfile: https://github.com/soulteary/ngx-php-micro-blog/blob/main/Dockerfile

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　　本文作者: 苏洋

　　创建时间: 2022年10月05日 统计字数: 16668字 阅读时间: 34分钟阅读 本文链接: https://soulteary.com/2022/10/05/nginx-black-magic-low-cost-high-performance-applications-using-ngx-php-modules.html