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遭遇php的in_array低性能問(wèn)題

 更新時(shí)間：2013年09月17日 16:03:43   作者：  
PHP的性能一直在提高。然而，若是用的不恰當(dāng)，或是一個(gè)不留神，還是可能會(huì)踩到PHP內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方面的坑的。我在前幾天的一個(gè)性能問(wèn)題上就碰到了

PHP的性能一直在提高。然而，若是用的不恰當(dāng)，或是一個(gè)不留神，還是可能會(huì)踩到PHP內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方面的坑的。我在前幾天的一個(gè)性能問(wèn)題上就碰到了。

事情是這樣子的，一位同事反饋我們的一個(gè)接口每次返回需要5秒之久，我們一起review了代碼，“驚喜”的發(fā)現(xiàn)居然在循環(huán)（大約900次）中調(diào)用了一個(gè)讀緩存的操作，而這個(gè)緩存的key并沒(méi)有改變，因此我們把這段代碼移到了循環(huán)外面，再測(cè)，接口返回時(shí)間降到了2秒，嗚呼！雖然提升了1倍，但明顯不是我們能接受的結(jié)果！
出現(xiàn)性能問(wèn)題的代碼量并不大，我們排除了IO問(wèn)題以后，寫了一段測(cè)試代碼，果然問(wèn)題很快重現(xiàn)。

復(fù)制代碼 代碼如下:

<?php
$y="1800";
$x = array();
for($j=0;$j<2000;$j++){
$x[]= "{$j}";
}

for($i=0;$i<3000;$i++){
if(in_array($y,$x)){
continue;
}
}
?>


shell$ time /usr/local/php/bin/php test.php

real 0m1.132s
user 0m1.118s
sys 0m0.015s

對(duì)的，我們用的就是字符串型的數(shù)字，從緩存拿出來(lái)就是這樣子的啦！所以這里是特意轉(zhuǎn)成字符串的（如果直接是數(shù)字，并不會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題 ，各位可以自行驗(yàn)證）。可以看出時(shí)間耗掉了1秒，才3000次循環(huán),后面的sys用時(shí)也注定我們用strace不會(huì)拿到什么有效信息。

shell$ strace -ttt -o xxx /usr/local/php/bin/php test.php
shell$ less xxx

in_array.strace

我們只看到這兩次系統(tǒng)調(diào)用之間的延時(shí)非常大，卻并不知道干了什么？一籌莫展了，幸好，Linux下的調(diào)試?yán)鞒藄trace還有l(wèi)trace(當(dāng)然還有dtrace，ptrace，不在本文討論范圍了，略去)。

引用：strace用來(lái) 跟蹤一個(gè)進(jìn)程的系統(tǒng)調(diào)用或信號(hào)產(chǎn)生的情況，而 ltrace用來(lái) 跟蹤進(jìn)程調(diào)用庫(kù)函數(shù)的情況（via IBM developerworks）。

為了排除干擾因素，我們將$x直接賦值為array(“0″,”1″,”2″,……)的形式，避免過(guò)多的malloc調(diào)用影響結(jié)果。執(zhí)行

shell$ ltrace -c /usr/local/php/bin/php test.php

如圖2

in_array.ltrace1


我們看到庫(kù)函數(shù)__strtol_internal的調(diào)用非常之頻繁，達(dá)到了94%，太夸張了，然后我又查了一下這個(gè)庫(kù)函數(shù)__strtol_internal是干嘛的，原來(lái)是strtol的別名，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是把字符串轉(zhuǎn)換成長(zhǎng)整形，可以猜測(cè)PHP引擎已經(jīng)檢測(cè)到這是一個(gè)字符串型的數(shù)字，所以期望將他們轉(zhuǎn)換成長(zhǎng)整型來(lái)比較，這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程中消耗了太多時(shí)間，我們?cè)俅螆?zhí)行:

復(fù)制代碼 代碼如下:

shell$ ltrace -e "__strtol_internal" /usr/local/php/bin/php test.php


可以輕松抓到大量下圖這樣的調(diào)用，到此，問(wèn)題找到了，in_array這種松比較，會(huì)將兩個(gè)字符型數(shù)字串先轉(zhuǎn)換為長(zhǎng)整型再進(jìn)行比較，卻不知性能就耗在這上面了。

tu3

知道了癥結(jié)所在，我們解決的辦法就很多了，最簡(jiǎn)單的就是為in_array加第三個(gè)參數(shù)為true，即變?yōu)閲?yán)格比較，同時(shí)還要比較類型，這樣避免了PHP自作聰明的轉(zhuǎn)換類型，跑起來(lái)果然快多了，代碼如下：

復(fù)制代碼 代碼如下:

<?php
$y="1800";
$x = array();
for($j=0;$j<2000;$j++){
        $x[]= "{$j}";
}

for($i=0;$i<3000;$i++){
        if(in_array($y,$x,true)){
                continue;
        }
}
?>

復(fù)制代碼 代碼如下:

shell$ time /usr/local/php/bin/php test.php

real 0m0.267s
user 0m0.247s
sys 0m0.020s


快了好多倍啊?。?！可以看到sys耗時(shí)幾乎沒(méi)有太大變化。我們?cè)俅蝜trace一把，還是要把$x直接賦值，排除malloc調(diào)用的干擾，因?yàn)槲覀儗?shí)際應(yīng)用中是從緩存里一次拉出來(lái)的，所以也不存在示例代碼中這樣的循環(huán)來(lái)申請(qǐng)內(nèi)存的情況。
再次執(zhí)行

復(fù)制代碼 代碼如下:

shell$ ltrace -c /usr/local/php/bin/php test.php


如下圖:

in_array.ltrace2

__ctype_tolower_loc占用了最多的時(shí)間！查了一下庫(kù)函數(shù)__ctype_tolower_loc是干嘛的：簡(jiǎn)單的理解是將字符串轉(zhuǎn)換成小寫，那么這說(shuō)明in_array比較字符串不區(qū)分大小寫嗎？其實(shí)這個(gè)函數(shù)調(diào)用已經(jīng)和我們這個(gè)in_array感覺(jué)聯(lián)系不大了，關(guān)于in_array的實(shí)現(xiàn)，還是去看看PHP的源碼，大概理解的更為透徹了，好了，沒(méi)法往下說(shuō)了，歡迎與我交流，寫的不對(duì)的地方請(qǐng)多多斧正。

———————2013.08.29分割線——————————

晚上又翻了以下PHP 5.4.10的源碼，對(duì)in_array的興趣真大啊，哈哈，位于./ext/standard/array.c的第1248行，可以看到他調(diào)用了php_search_array函數(shù)，下面的array_serach也是調(diào)的這個(gè)，只是最后一個(gè)參數(shù)不同！經(jīng)過(guò)一番跟蹤，在in_array松比較的情況下，他最終調(diào)用的函數(shù) zendi_smart_strcmp（果然是個(gè)“聰明”函數(shù)）進(jìn)行比較，位于./Zend/zend_operators.c，我們用ltrace抓到的大量轉(zhuǎn)換成整型的操作就是那個(gè)is_numeric_string_ex的行為。

%E5%B1%8F%E5%B9%95%E5%BF%AB%E7%85%A7-2013-08-29-23.13.20

函數(shù)is_numeric_string_ex是在./Zend/zend_operators.h中定義的，在前面進(jìn)行了一堆的判斷和轉(zhuǎn)換之后，在232行調(diào)用了strtol，就是我們?cè)谖恼轮刑岬降南到y(tǒng)函數(shù)了，將字符串轉(zhuǎn)換成長(zhǎng)整型，有圖有真相

zend_operators-is_num

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