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享受它的樂(lè)趣吧！
在過(guò)去的十年中，我們一直在為 財(cái)富 500 強(qiáng)公司 以及用戶(hù)人數(shù)不超過(guò) 500 人的企業(yè)開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序。 一直以來(lái)，我們的工程師主要使用 php 來(lái)開(kāi)發(fā)后端。 但是兩年前，出現(xiàn)了一些問(wèn)題不僅嚴(yán)重影響了我們的產(chǎn)品性能，還影響了它們的可擴(kuò)展性——因此我們將 Golang (Go) 引入了我們的技術(shù)棧。
幾乎同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn) Go 不僅允許我們創(chuàng)建更大的應(yīng)用程序，并且能夠?qū)⑿阅芴岣叨噙_(dá) 40 倍。 有了它，我們能夠擴(kuò)展使用 PHP 編寫(xiě)的現(xiàn)有產(chǎn)品，并通過(guò)結(jié)合兩種語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)來(lái)改進(jìn)它們。
我們將通過(guò)大量的 Go 和 PHP 經(jīng)驗(yàn)告訴你，如何用它解決實(shí)際的開(kāi)發(fā)問(wèn)題，以及我們?nèi)绾伟阉兂梢粋€(gè)工具，來(lái)消除與 PHP 死亡模型 相關(guān)的一些問(wèn)題。
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常規(guī) PHP 開(kāi)發(fā)環(huán)境
在講述 Go 如何改善 PHP 死亡模型前，先了解一下常規(guī) PHP 開(kāi)發(fā)環(huán)境。
通常，應(yīng)用運(yùn)行于 nginx 和 PHP-FPM 上。nginx 處理靜態(tài)請(qǐng)求，而動(dòng)態(tài)請(qǐng)求則被重定向給 PHP-FPM，并由其執(zhí)行 PHP 代碼。也許你用的是 Apache 和 mod_php，但是他們?cè)硐嗤?，運(yùn)行起來(lái)只有細(xì)微的差別。
看看 PHP-FPM 是如何執(zhí)行代碼的。當(dāng)收到請(qǐng)求，PHP-FPM 初始化 PHP 子進(jìn)程，并將請(qǐng)求的詳細(xì)信息轉(zhuǎn)發(fā)給它，作為其狀態(tài)的一部分（_GET, _POST, _SERVER 等）。
在 PHP 腳本執(zhí)行期間，狀態(tài)將無(wú)法更改，因此只能通過(guò)一種方式獲取一組新的輸入數(shù)據(jù)：清除進(jìn)程內(nèi)存并再次初始化它。
這種性能模型有許多優(yōu)點(diǎn)。你不需要太擔(dān)心內(nèi)存消耗，所有進(jìn)程都是完全隔離的，如果其中一個(gè)進(jìn)程「死亡」，它將自動(dòng)重新創(chuàng)建，并且不會(huì)影響其他進(jìn)程。但是，當(dāng)你嘗試擴(kuò)展應(yīng)用程序時(shí)，這種方式會(huì)有缺點(diǎn)產(chǎn)生。
典型 PHP 環(huán)境的缺點(diǎn)和低效性
如果你從事 PHP 的專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)，那么你就知道從哪兒開(kāi)始創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目——選擇框架。它是一個(gè)用于依賴(lài)注入、ORM、轉(zhuǎn)化和模板方法的庫(kù)。當(dāng)然，所有用戶(hù)輸入的數(shù)據(jù)都可以方便地放在一個(gè)對(duì)象中（Symfony / HttpFoundation 或者 PSR-7）。這些框架很棒！
但一切都有它的代價(jià)。在任何企業(yè)框架中，為了處理一個(gè)簡(jiǎn)單的用戶(hù)請(qǐng)求或訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，您必須加載至少幾十個(gè)文件，創(chuàng)建許多類(lèi)，并解析多個(gè)配置。但最糟糕的是，在每個(gè)任務(wù)完成后，您需要重置所有內(nèi)容并重新啟動(dòng)：您剛剛啟動(dòng)的所有代碼都將變得無(wú)用，在它的幫助下，您將無(wú)法處理另一個(gè)請(qǐng)求。把這件事告訴任何用其他語(yǔ)言編寫(xiě)的程序員——你會(huì)看到他臉上的困惑。
多年來(lái)，PHP工程師一直在尋找解決此問(wèn)題的方法，他們使用了延遲加載技術(shù)、微幀、優(yōu)化庫(kù)、緩存等。但最終，您仍然必須放棄整個(gè)應(yīng)用程序，重新開(kāi)始*（譯者注：隨著PHP7.4中預(yù)加載的出現(xiàn)，這個(gè)問(wèn)題將得到部分解決）
一個(gè)PHP進(jìn)程能處理多個(gè)請(qǐng)求嗎？
您可以編寫(xiě)持續(xù)時(shí)間超過(guò)幾分鐘的PHP腳本（最多幾小時(shí)或幾天）：例如Cron任務(wù)、CSV解析器、隊(duì)列處理程序。所有這些工作遵循一個(gè)模式：他們獲取一條任務(wù)，處理完它，然后獲取下一個(gè)任務(wù)。代碼常駐在內(nèi)存中，因此避免了額外的操作來(lái)加載框架和應(yīng)用程序，節(jié)約了寶貴時(shí)間。
但是開(kāi)發(fā)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的腳本并不是那么容易。任何錯(cuò)誤都會(huì)殺死進(jìn)程，內(nèi)存溢出會(huì)導(dǎo)致崩潰，而且不能用F5來(lái)調(diào)試程序了。
自PHP 7后情況有所改善：可靠的垃圾收集器出現(xiàn)了，它變得更容易處理錯(cuò)誤，內(nèi)核的擴(kuò)展可以避免內(nèi)存泄漏。是的，工程師仍然需要仔細(xì)處理內(nèi)存并記住代碼中的狀態(tài)的問(wèn)題（有哪一種語(yǔ)言能讓你可以不關(guān)注這些事情呢？）當(dāng)然，在PHP 7中，驚喜并不多。
是否可以采用一種 常駐 PHP 腳本的模型，將其用于處理 HTTP 請(qǐng)求等更瑣碎的任務(wù)，從而消除對(duì)每個(gè)請(qǐng)求都從頭開(kāi)始下載所有內(nèi)容的需要？
要解決這個(gè)問(wèn)題，首先需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)服務(wù)器應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序可以接收 HTTP 請(qǐng)求并將它們逐個(gè)重定向到 PHP worker，而不是每次都?xì)⑺浪?/p>
我們知道我們可以用純 PHP（PHP-PM）或 C 擴(kuò)展（Swoole）編寫(xiě) web 服務(wù)器。盡管每種方法都有其優(yōu)點(diǎn)，但這兩種選擇都不適合我們 —— 我想要更多的東西。我們需要的不僅僅是一個(gè) web 服務(wù)器 —— 我們希望得到一個(gè)解決方案，可以使我們避免與 PHP 中的「重啟動(dòng)」相關(guān)的問(wèn)題，同時(shí)可以輕松地為特定的應(yīng)用程序進(jìn)行調(diào)整和擴(kuò)展。也就是說(shuō)，我們需要一個(gè)應(yīng)用服務(wù)器。
Go 可以幫助解決這個(gè)問(wèn)題嗎？我們知道它可以，因?yàn)檫@種語(yǔ)言將應(yīng)用程序編譯成單個(gè)的二進(jìn)制文件； 它是跨平臺(tái)的； 使用自己的并行處理模型（并發(fā)）和用于處理 HTTP 的庫(kù)； 最后，我們可以把更多的開(kāi)源庫(kù)集成到我們的程序中。
合并兩種編程語(yǔ)言遇到的困難
首先，有必要確定兩個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序之間如何相互通信。
例如，使用 Alex Palaestras 的 go-php 庫(kù), 可以實(shí)現(xiàn) PHP 和 Go 進(jìn)程 (如 Apache 中的 mod_php) 之間的內(nèi)存共享。但是這個(gè)庫(kù)的功能限制了我們使用它解決問(wèn)題。
我們決定使用另一種更常見(jiàn)的方法：通過(guò)使用 sockets / pipelines 來(lái)構(gòu)建進(jìn)程之間的交互。 這種方法在過(guò)去十年中已經(jīng)證明了其可靠性，并且在操作系統(tǒng)級(jí)別得到了很好的優(yōu)化。
首先，我們創(chuàng)建了一個(gè)簡(jiǎn)單的二進(jìn)制協(xié)議，用于在進(jìn)程之間交換數(shù)據(jù)和處理傳輸錯(cuò)誤。在其最簡(jiǎn)單的形式中， 這種類(lèi)型的協(xié)議類(lèi)似于 一個(gè)具有固定大小的 packet 頭 (在我們的示例中為 17 個(gè)字節(jié)) 的 netstring ，其中包含的信息有 packet 的類(lèi)型，其大小和二進(jìn)制掩碼的信息，用來(lái)檢查數(shù)據(jù)的完整性。
在 PHP 端，我們使用了 pack 函數(shù) ，在 Go 端，使用了 編碼 / 二進(jìn)制 庫(kù)。
有一個(gè)協(xié)議對(duì)我們來(lái)說(shuō)有點(diǎn)過(guò)時(shí)，我們添加了直接 從 PHP 調(diào)用 net / rpc Go 服務(wù) 的功能。 這個(gè)功能在后面的開(kāi)發(fā)中對(duì)我們有很大的幫助，因?yàn)槲覀兛梢暂p松地將 Go 庫(kù)集成到 PHP 應(yīng)用程序中。這項(xiàng)工作的結(jié)果可以在我們的另一個(gè)開(kāi)源產(chǎn)品 Goridge 中看到。
在多個(gè) PHP Worker 之間分配任務(wù)
在交互機(jī)制實(shí)現(xiàn)之后，我們開(kāi)始思考如何更好地將任務(wù)轉(zhuǎn)移到 PHP 進(jìn)程中。當(dāng)任務(wù)到達(dá)時(shí)，應(yīng)用服務(wù)器必須選擇一個(gè)空閑的 worker 來(lái)執(zhí)行它。 如果 worker 進(jìn)程因錯(cuò)誤而終止或「死亡」，我們將清除它并創(chuàng)建一個(gè)新的。 如果 worker 進(jìn)程成功執(zhí)行，我們會(huì)將它返回到可用于執(zhí)行任務(wù)的 worker 池中。
為了存儲(chǔ)活躍的 worker 進(jìn)程池，我們使用了一個(gè) 緩沖通道 ， 為了從池中清除意外「死亡」的工作進(jìn)程，我們添加了一種跟蹤錯(cuò)誤和 worker 進(jìn)程狀態(tài)的機(jī)制。
最終，我們得到了一個(gè)可以運(yùn)行的 PHP 服務(wù)器，它能夠處理任何以二進(jìn)制形式呈現(xiàn)的請(qǐng)求。
為了讓我們的應(yīng)用程序作為 web 服務(wù)器開(kāi)始工作，我們必須選擇一個(gè)可靠的 PHP 標(biāo)準(zhǔn)來(lái)處理任何傳入的 HTTP 請(qǐng)求。在我們的例子中，我們只需將簡(jiǎn)單的 net / http 請(qǐng)求從 Go 轉(zhuǎn)換 為 PSR-7 格式，這樣它就可以與目前大多數(shù)可用的 PHP 框架兼容。
由于 PSR-7 被認(rèn)為是不可變的（有人會(huì)說(shuō)在技術(shù)上不是），開(kāi)發(fā)人員必須編寫(xiě)那些在原則上不將請(qǐng)求視為全局實(shí)體的應(yīng)用程序。這完全符合 PHP 常駐進(jìn)程的概念。我們的最終實(shí)現(xiàn)（尚未收到名稱(chēng)）如下所示：
RoadRunner - 高 - 性能 PHP 應(yīng)用服務(wù)器
我們的第一個(gè)測(cè)試任務(wù)是一個(gè) API 后端，在該后端上，會(huì)周期性地出現(xiàn)不可預(yù)測(cè)的突發(fā)請(qǐng)求（比平時(shí)更頻繁）。雖然在大多數(shù)情況下 nginx capabilities 是足夠的，但是我們經(jīng)常因?yàn)闊o(wú)法在預(yù)期的負(fù)載增加下快速平衡系統(tǒng)而遇到 502 錯(cuò)誤。
為解決此問(wèn)題，我們?cè)?2018 年初部署了第一臺(tái) PHP / Go 應(yīng)用服務(wù)器。并立即取得了驚人的效果！我們不僅完全消除了 502 錯(cuò)誤，并且還將服務(wù)器的數(shù)量減少了三分之二，節(jié)省了大量資金并解決了令工程師和產(chǎn)品經(jīng)理頭痛的問(wèn)題。
在年中的時(shí)候，我們改進(jìn)了我們的方案，在 MIT 許可下將其發(fā)布在 GitHub 上，并命名為 RoadRunner， 從而強(qiáng)調(diào)了它驚人的速度和效率。
RoadRunner 是如何改進(jìn)你的開(kāi)發(fā)堆棧的
RoadRunner 的使用允許我們?cè)?Go 端使用中間件 net/http ，甚至在請(qǐng)求進(jìn)入 PHP 之前進(jìn)行 JWT 驗(yàn)證，以及在 Prometheus 中處理 WebSocket 和全局聚合狀態(tài)。
由于內(nèi)置的 RPC，你可以在不編寫(xiě)擴(kuò)展包的情況下，在 PHP 中打開(kāi)任何 Go 庫(kù)的 API。更重要的是，使用 RoadRunner，你可以部署不同于 HTTP 的新服務(wù)器。示例包括在 PHP 中運(yùn)行 AWS Lambda 處理器 , 創(chuàng)建強(qiáng)大的隊(duì)列 選擇器， 甚至將 gRPC 添加到我們的應(yīng)用程序中。
同時(shí)使用 PHP 和 Go ，對(duì)解決方案有了穩(wěn)定的提升，在一些測(cè)試中將應(yīng)用程序性能提高了 40 倍，改進(jìn)了調(diào)試工具，實(shí)現(xiàn)了與 Symfony 框架的集成，并添加了對(duì) HTTPS、HTTP/2、插件和 PSR-17 的支持。
結(jié)論
有些人仍然被過(guò)時(shí)的 PHP 概念所束縛，認(rèn)為 PHP 是一種緩慢、繁瑣的語(yǔ)言，只適合在 WordPress 下編寫(xiě)插件。這些人甚至還說(shuō) PHP 有這樣一個(gè)限制：當(dāng)應(yīng)用程序變得足夠大時(shí)，你必須選擇一種更「成熟」的語(yǔ)言，并重寫(xiě)多年積累的代碼庫(kù)。
對(duì)于這些問(wèn)題，我的回答是：再想一想。我們相信只是你自己為 PHP 設(shè)置了一些限制。你可以用一生的時(shí)間從一種語(yǔ)言遷移到另一種語(yǔ)言，試圖找到與你的需求完美結(jié)合的語(yǔ)言，或者你可以將語(yǔ)言視為工具。像 PHP 這樣的語(yǔ)言，它的假想缺陷可能是其成功的真正原因。如果你將它與另一種語(yǔ)言（如 Go）相結(jié)合，那么你將創(chuàng)造出比只使用一種語(yǔ)言更強(qiáng)大的產(chǎn)品。
在交替使用過(guò)Go和PHP之后，我們可以說(shuō)我們很喜歡它們。我們不打算犧牲其中一個(gè)來(lái)?yè)Q取另一個(gè)，相反，我們會(huì)想辦法從這個(gè)雙重架構(gòu)中獲得更多收益。
文章名稱(chēng)：享受PHP與Go的強(qiáng)大合體【RoadRunner】的樂(lè)趣！
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