PHP 8.x 深入探讨PHP性能改进特性

Tinywan

发布于 2024-04-15 10:54:28

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发布于 2024-04-15 10:54:28

概述

作为一个充满激情的开发人员，我很高兴地见证了PHP这个广受赞誉的服务器端脚本语言在过去二十年中的发展。

现在，随着PHP 8.x的发布，PHP作为世界各地开发人员强大而可靠的选择的主导地位比以往任何时候都要强大。PHP 8.x系列，包括PHP 8.0，PHP 8.1，以及截至2022年11月的PHP 8.2，推出了大量的增强功能和新功能，但最值得注意的是，与其前辈相比，它提供了显着的性能提升。

在本文中，我很高兴能够深入探讨PHP 8.x带来的性能改进和高效处理。通过彻底检查和分析这些前沿的增强功能，我的目标是为开发人员和技术爱好者提供宝贵的见解，以了解PHP 8.x中的关键优化。

这一全面的探索将使您能够充分掌握拥抱PHP 8.x的好处，并了解其对您的Web应用程序和整个PHP生态系统的潜在影响。所以，让我们深入了解PHP 8.x为我们准备的显著进步。

PHP 8.x简介

PHP 8.x系列始于2020年11月26日发布的PHP 8.0，随后是2021年11月25日发布的PHP 8.1。这些版本引入了几个突破性的功能，以及实质性的性能改进，对Web开发环境产生了积极的影响。

PHP 8.0中值得注意的特性包括即时（JIT）查询器、属性（也称为注释）、命名参数、nullsafe运算符和匹配表达式。PHP 8.1继续构建在PHP 8.0奠定的坚实基础上，引入了新的特性，如枚举，只读属性，纤程（为了更好的并发支持），以及新的语法改进，如使用字符串键和第一类可调用的数组解包。

PHP 8.2引入了许多新特性，包括：

Co-routines：Co-routines是一个新特性，它允许PHP开发人员编写并发代码，而不需要线程。
联合类型：联合类型是一个新特性，允许PHP开发人员定义一个变量来保存一组类型中的任何一个。
改进的错误处理：PHP 8.2对错误处理进行了许多改进，包括更好的错误消息和更优雅地处理错误的能力。

属性（注释）

在PHP 8.x中，属性已经取代了用于添加元数据的效率较低且容易出错的docblock注释，这显著影响了PHP性能。通过提供对属性的原生支持，PHP 8.x确保了在编译时对其进行验证，消除了可能由不正确的元数据引起的运行时问题。

这种标准化的方法鼓励PHP社区采用元数据和流程管理的最佳实践，最终提高PHP的整体性能和Web服务器应用程序的效率。

此外，属性由于其元数据提取的标准化方法，促进了与各种开发工具、监控工具和框架的更好集成。这就增强了IDE、静态分析器和其他开发工具的支持，优化了PHP性能，丰富了开发体验。

因此，属性不仅提高了PHP代码的质量，而且还促进了更高效和更精简的开发过程，从而在Web服务器上实现了性能更好的PHP应用程序。

考虑一个在Web应用程序中验证用户输入的简单用例。以前，开发人员会使用docblock注释来提供关于验证规则的元数据，然后在运行时解析这些元数据。

这可能会导致性能开销和潜在的运行时错误。使用PHP 8.x属性，开发人员现在可以直接向代码添加元数据，并在编译时进行验证。

下面是一个比较旧的docblock annotation方法和新的attributes方法的例子：

PHP 7.x及更早版本

/**
 * @ValidationRule("email")
 * @ValidationMessage("Please enter a valid email address.")
 */
class EmailValidator {
    // ...
}

PHP 8.x

use App\Validation\ValidationRule;
use App\Validation\ValidationMessage;

#[ValidationRule("email")]
#[ValidationMessage("Please enter a valid email address.")]
class EmailValidator {
    // ...
}

在上面的示例中，PHP 8.x基于属性的方法提供了一种更干净、更有效的方法来向EmailValidator类添加元数据。通过利用属性，开发人员可以消除与解析docblock注释相关的运行时开销，从而提高PHP性能和更高效的Web服务器应用程序。

命名参数

PHP 8.x中的命名参数提供了一定程度的灵活性，在修改或扩展函数时会显著影响PHP的性能。通过显式命名参数，开发人员可以轻松地添加、删除或更改参数的顺序，而不会破坏现有的PHP代码。

这鼓励代码的可重用性和模块化设计，以及简化对每个参数的目的的理解。最终，命名参数有助于更好地维护和高效的PHP代码库，提高PHP在Web服务器上的性能。

通过使用命名参数，开发人员可以创建更具表现力和自文档化的API，这对于PHP性能调优至关重要。此功能有助于理解复杂函数，特别是在处理大量参数、默认值或可选参数时。

因此，命名参数有助于减少开发人员的认知负荷，使编写、审查和调试PHP代码变得更加容易。这导致了更健壮和高效的PHP应用程序的开发，进一步增强了PHP在Web服务器上的性能。

无命名参数（PHP 7.x及更早版本）

function sendEmail($to, $subject, $body, $from = 'noreply@example.com', $isHtml = true) {
    // ...
}

// Call the function without named arguments
sendEmail('john@example.com', 'Welcome', '<h1>Hello, John!</h1>', 'info@example.com', true);

使用命名参数（PHP 8.x）：

function sendEmail($to, $subject, $body, $from = 'noreply@example.com', $isHtml = true) {
    // ...
}

// Call the function with named arguments, but skip the `from` and `isHtml` parameters
sendEmail(
    to: 'john@example.com',
    subject: 'Welcome',
    body: '<h1>Hello, John!</h1>'
);

在此示例中，由于未显式指定from和isHtml参数，因此将跳过它们。将使用这些参数的默认值。

这是提高代码可读性和可维护性的好方法。通过使用命名参数，可以明确哪些参数是必需的，哪些参数是可选的。这可以帮助减少错误并使代码更可重用。

以下是使用命名参数时需要记住的其他一些事情：

必须在任何位置参数之后使用命名参数。
不能两次使用同一个参数名。
如果没有为可选参数指定值，则将使用默认值。
如果为可选参数指定值，则默认值将被忽略。

Nullsafe运算符

通过简化可空对象的处理，nullsafe操作符允许开发人员编写更优雅、更少出错的PHP代码，从而增强PHP在Web服务器上的性能。

这可以带来显著的改进，因为它减少了处理空值所需的条件逻辑的数量。在最新的PHP版本上运行的PHP应用程序可以减少共享内存占用量并缩短执行时间，进一步增强PHP 8.x中此功能的优势。

nullsafe操作符还鼓励在PHP应用程序中采用更一致的错误处理方法，特别是在处理数据库查询和SQL查询时。通过推广可空类型的使用并减少处理空值所需的样板代码，开发人员可以创建更干净、更可维护的代码库。

这种处理可空对象和空相关错误的一致方法可以产生更稳定和更高性能的应用程序，并在PHP社区中培养更统一的编码风格。

不使用Nullsafe运算符（PHP 7.x及更早版本）：

class User {
    public function getCompany() {
        // Fetch company data from the database
    }
}

$user = getUserFromDatabase();

if ($user !== null) {
    $company = $user->getCompany();
    
    if ($company !== null) {
        $companyName = $company->name;
    } else {
        $companyName = 'Not available';
    }
} else {
    $companyName = 'User not found';
}

echo $companyName;

使用Nullsafe Operator（PHP 8.x）：

class User {
    public function getCompany() {
        // Fetch company data from the database
    }
}

$user = getUserFromDatabase();
$companyName = $user?->getCompany()?->name ?? 'Not available' ?: 'User not found';

echo $companyName;

在上面的示例中，PHP 8.x nullsafe运算符（？->）简化了可空对象的处理，并减少了所需的条件逻辑的数量。这会产生更优雅、可读性更强、更易于维护的代码，有助于在Web服务器上提高PHP性能。

匹配表达式

PHP 8.x中匹配表达式的引入使开发人员能够以更有效和可读的方式处理复杂的条件逻辑，这可以显着提高PHP在Web服务器上的性能。通过消除对break语句的需求并提供详尽的匹配，减少了人为错误的可能性。

匹配表达式不仅提高了代码的可读性，而且还支持更高级的模式匹配功能。通过添加匹配表达式，开发人员现在可以以更简洁和优雅的方式表达复杂的条件和模式匹配。

这可能会导致更多的维护代码，因为开发人员可以轻松地理解和修改复杂的逻辑，而不会迷失在if-else语句或switch案例的海洋中。因此，匹配表达式有助于PHP Web应用程序的整体效率和性能。

枚举

为了提高PHP性能，PHP 8.1中引入的枚举在代码可读性、可维护性和运行在Web服务器上的Web应用程序的效率方面提供了显著的优势。

通过将字符串或常量值替换为枚举，开发人员可以减少共享内存的使用，提高值比较的速度，从而提高代码执行效率，并最终提高Web应用程序的PHP性能。

在最新的PHP版本中引入枚举还使开发人员能够创建更有意义和更具表现力的API，这可以改善开发团队之间的沟通和协作。

枚举作为一种文档形式，使开发人员更容易理解预期值及其用途。通过将枚举合并到代码库中，开发人员可以减少误解和错误的可能性，进一步提高应用程序性能和PHP Web应用程序的整体可靠性。

只读属性

专注于PHP性能，在Web服务器上运行的PHP应用程序中实现只读属性允许开发人员避免与可变状态管理相关的性能开销。

通过强制不变性，对代码库中对象行为的推理变得更简单，有助于最小化错误并提高代码的可维护性。因此，只读属性有助于更稳定和更高性能的Web应用程序。

在PHP应用程序中添加只读属性还可以增强原生PHP函数的安全性以及数据库查询的处理和处理时间。通过强制执行不变性，开发人员可以降低对类属性进行未经授权修改的风险，这可能有助于防止某些类型的漏洞。

此外，只读属性有助于在Web应用程序的不同组件之间建立清晰的边界和契约，从而促进更模块化和更安全的代码库。这反过来又为PHP Web应用程序带来了更好的性能和稳定性。

Fibers 纤维

为了强调PHP的性能，PHP 8.x中引入的Fiber标志着在Web服务器上运行的PHP应用程序的并发管理方面的重大变化。与传统线程相比，纤程的轻量级特性最小化了与上下文切换相关的开销。

这会带来更好的资源利用率和更高的吞吐量，特别是在具有高并发需求的Web应用程序中。通过实现纤程，开发人员可以创建更高性能和可伸缩的PHP应用程序，突出了PHP 8.x的进步。

在PHP 8.x中采用纤程有可能改变PHP开发人员在Web应用程序中管理并发和并行的方式，包括那些涉及数据库查询和处理时间的应用程序。

使用Fibers，开发人员可以构建响应更快、更高效的PHP应用程序，从而更好地利用现代硬件资源，如多核处理器。此外，纤程支持更容易访问的异步编程方法，吸引了更广泛的开发人员。

因此，纤程在开发更高性能、可伸缩性和可维护性的PHP应用程序方面发挥着至关重要的作用，展示了PHP生态系统的持续发展。

使用字符串键和一级可调用对象的数组解包

这些语法改进通过允许开发人员更有效地执行数组操作和操作可调用对象来简化和精简应用程序代码。这些特性有助于提高代码的可读性和可维护性。

这些改进不仅通过更快的加载时间和更短的延迟使最终用户受益，而且还减少了服务器资源消耗，为企业和组织节省了成本。总的来说，这些功能有助于使PHP 8.x成为Web开发人员更强大，更有表现力和更高效的选择。

PHP 8.x对性能改进的关注可以追溯到对更快、更高效的Web应用程序的需求。随着互联网的快速发展和用户期望的不断提高，开发人员一直在寻求优化应用程序性能的方法。

PHP 8.x通过在语言级别提供大量优化来满足这一需求，允许开发人员提供更快，响应更快的Web应用程序，而无需大量的应用程序代码重构。这些改进不仅使最终用户受益，还减少了服务器资源消耗，最终为企业和组织节省了成本。

JIT

Just-In-Time（JIT）编译器是PHP 8.x中引入的最重要的性能改进特性之一。作为PHP 8.0版本的关键组件，JIT编译器旨在提高PHP脚本的执行速度，使其成为该语言性能的游戏规则改变者。

JIT编译器的工作原理是在运行时将PHP代码中频繁执行的部分转换为机器代码，而不是传统的动态解释PHP代码的方法。编译后的机器代码的执行速度比解释后的代码快得多，从而大大提高了性能。

JIT编译器以两种模式运行：函数和跟踪JIT。函数JIT编译整个函数，而跟踪JIT编译频繁执行的较小代码路径。

要了解JIT编译器对实际应用程序的影响，必须认识到并非所有PHP应用程序都能看到相同程度的性能改进。JIT编译器的优势在CPU密集型任务中变得更加明显，例如数学计算、图像处理和复杂的数据操作。

对于许多典型的Web应用程序，性能改进可能不太明显，因为这些应用程序通常是I/O绑定的，这意味着瓶颈与数据库查询和文件系统访问等输入/输出操作有关，而不是CPU绑定的任务。

然而，JIT编译器的引入仍然有潜力为PHP在其他领域中打开新的可能性并提高性能。例如，PHP可能成为高性能计算、机器学习和实时应用程序的一个更可行的选择，在这些应用程序中，提高的执行速度可能会产生重大影响。

优化的函数调用和类型声明

在PHP 8.x中，对函数调用和类型声明进行了一些改进，有助于在为Web服务器和Web服务开发PHP应用程序时增强性能和更有效的代码执行。这些优化包括以下内容

更快的函数调用

PHP 8.x为内部函数和用户定义函数引入了更有效的类型检查。这种改进是通过在编译阶段更好地处理类型检查来实现的，这减少了与运行时类型检查相关的开销。此外，PHP 8.x还优化了联合类型的检查方式，从而进一步提高了性能。

类型检查的这些增强有助于提高PHP应用程序的整体性能，帮助消除可能由低效类型处理引起的潜在瓶颈和性能问题。

此外，改进的类型检查可以减少数据库负载，降低查询速度和改善业务逻辑，因为它确保只处理和存储有效数据，从而提高数据库操作和SQL查询的效率。

通过专注于类型检查优化，PHP 8.x使开发人员能够微调PHP性能，并创建更健壮和更高效的应用程序，可以更好地处理现代Web服务器和动态Web页面的需求。

改进的类型检查

在PHP 8.x版中，引入了对内部函数和用户定义函数进行更有效的类型检查，从而显著提高了性能。通过在编译阶段优化类型检查，PHP 8.x还减少了与运行时类型检查相关的开销，同时还增强了对联合类型的处理。这些增强功能有助于提高应用程序的整体性能，这对于需要快速加载时间和响应能力的Web应用程序至关重要。

改进的类型检查有助于消除可能由低效类型处理引起的潜在瓶颈和性能问题，从而使Web应用程序更加稳定和高效。此外，这种优化确保只处理和存储有效数据，从而提高数据库操作的效率并减少页面加载时间。

通过对类型检查优化的关注，PHP 8.x为开发人员提供了工具来微调应用程序的性能，并创建更健壮、更高效的Web应用程序。这在性能基准测试的上下文中特别有益，因为它允许开发人员准确地测量和比较其应用程序的性能与行业标准或竞争对手。

通过利用这些性能改进，开发人员可以更快地编写代码，构建更好地满足现代Web服务器需求的Web应用程序，并提供更好的用户体验。

命名参数

PHP 8.x及以后版本中引入的命名参数提供了改进代码优化和可读性之外的好处。它们还可以在某些情况下有助于性能优化。通过使用命名参数，开发人员可以在调用函数时跳过不必要的参数，从而减少需要处理的数据量。

这些优化通过最小化与函数调用和类型声明相关的开销来增强性能。通过优化语言的这些基本方面，PHP 8.x可以更有效地执行代码，从而缩短加载时间并提高Web应用程序的整体性能。

这些改进对实际应用程序的影响取决于特定的用例和编码实践。具有大量函数调用和广泛使用类型声明的应用程序可能会获得更显著的性能提升。

总的来说，这些优化有助于提高响应速度和效率的用户体验，并减少服务器资源消耗，通过解决性能瓶颈和增强Web服务器上的应用程序性能，使最终用户和企业受益。

PHP 8.x兼容性和迁移

从旧版本迁移到PHP 8.x及更高版本可以提供显著的性能改进，但开发人员也可能会遇到兼容性方面的挑战，这是由于不推荐使用的功能、函数行为的更改或新语法和功能的引入。

为了确保顺利的迁移过程，开发人员应该意识到这些潜在的问题，并采用最佳实践来最大限度地减少中断。以下是迁移到PHP 8.x时需要注意的事项的综合列表。

删除的扩展和功能

PHP 8.x及以后的版本已经删除了几个扩展和函数，这些扩展和函数要么被弃用，要么有更好的替代品。如果您的代码依赖于这些删除，则这些删除可能会导致兼容性问题。例如 ext/ereg扩展已经被删除，以支持更高效的ext/pcre扩展。

准备好重构代码以进行代码优化，从而使用更新的函数或替代方案。

删除的扩展和函数示例

在PHP 8.x中删除了functionfunction（）函数。如果你的代码使用了匿名函数（），你需要重构它来使用匿名函数（闭包）。

// Old code using create_function()
$func = create_function('$x', 'return $x $x;');
echo $func(5); // Output: 25

// Updated code using an anonymous function
$func = function($x) {
    return $x $x;
};
echo $func(5); // Output: 25

错误报告和处理的变化

PHP 8.x引入了错误报告和处理的变化，将许多运行时通知，警告和错误转换为更严重的异常。这一更改意味着以前在代码中隐藏的问题现在可能会导致未处理的异常，导致PHP应用程序出现意外行为或过早终止。检查错误处理和日志记录策略，确保它们与PHP 8.x兼容。

错误报告和处理示例中的更改：

在PHP 8.x中，传递给函数的参数太少将引发TypeError异常而不是警告。要处理此更改，您应该更新错误处理代码以捕获TypeError异常。

function add($a, $b) {
    return $a + $b;
}

try {
    echo add(5); // Throws a TypeError exception in PHP 8.x
} catch (TypeError $e) {
    echo "Error: " . $e->getMessage();
}

核心类中的不兼容更改

PHP 8.x对几个核心类进行了更改，这可能会导致兼容性问题。例如，Serializable接口已被弃用，并被serialize（）和unserialize（）魔术方法所取代。如果您的代码依赖于实现Serializable接口的类，则需要相应地更新它们。

核心类中的不兼容更改示例：

如前所述，Serializable接口已被弃用。如果你有一个实现这个接口的类，你应该更新它以使用serialize（）和unserialize（）魔术方法。

// Old code using Serializable interface
class MyClass implements Serializable {
    // ...
    public function serialize() {
        // ...
    }
    public function unserialize($data) {
        // ...
    }
}

// Updated code using serialize() and unserialize() magic methods
class MyClass {
    // ...
    public function serialize(): array {
        // ...
    }
    public function unserialize(array $data): void {
        // ...
    }
}

函数和方法签名的更改

PHP 8.x中的某些函数和方法更新了签名，如果您的代码依赖于旧的签名，这可能会导致兼容性问题。

例如，PHP 8.0引入了对反射API中各种方法的签名的更改，例如：ReflectionMethod::invoke（）方法。准备好更新代码以符合新的函数和方法签名。

函数和方法签名的更改示例：

ReflectionParameter::getClass（）方法在PHP 8.x中已被弃用，您应该改用ReflectionParameter::getType（）方法。

function foo(ReflectionParameter $param) {
    // Old code using getClass()
    $class = $param->getClass();

    // Updated code using getType()
    $type = $param->getType();
    if ($type instanceof ReflectionNamedType) {
        $class = $type->getName();
    }
}

默认行为的更改

PHP 8.x更改了一些函数和特性的默认行为，这可能会导致兼容性问题。

例如，默认错误报告级别已更改为包括所有错误、通知和警告。如果依赖以前的默认错误报告级别，此更改可能会导致代码中出现意外行为。

默认行为更改示例：

在PHP 8.x中，strip_tags（）函数现在默认从输入字符串中删除前导和尾随空格。如果您的代码依赖于前面的行为，则可能需要对其进行相应的调整。

$input = " <b> Hello, World! </b> ";
$output = strip_tags($input);
echo $output; // Output in PHP 8.x: "Hello, World!"

语言结构的变化

PHP 8.x对某些语言结构进行了更改，这可能会导致兼容性问题。

例如，switch构造现在支持严格的类型检查，如果您的代码不符合新的要求，这可能会导致类型错误。准备好更新代码以符合语言构造中的更改。

语言结构的变化示例：

在PHP 8.x中，switch结构使用严格的类型检查，这意味着不相同的类型将不再匹配。更新代码以使用严格类型，或将值显式强制转换为所需类型。

$number = "42"; // String

// Old code: PHP 7.x would match this case
switch ($number) {
    case 42:
        echo "Matched!";
        break;
    default:
        echo "Not matched!";
}

// Updated code: PHP 8.x requires strict types or explicit casting
switch ((int) $number) {
    case 42:
        echo "Matched!";
        break;
    default:
        echo "Not matched!";
}