Hugepage

关于Hugepage是啥，简单的说下就是默认的内存是以4KB分页的，而虚拟地址和内存地址是需要转换的， 而这个转换是要查表的，cpu为了加速这个查表过程都会内建TLB（Translation Lookaside Buffer）， 显而易见如果虚拟页越小，表里的条目数也就越多，而TLB大小是有限的，条目数越多TLB的Cache Miss也就会越高， 所以如果我们能启用大内存页就能间接降低这个TLB Cache Miss，至于详细的介绍，Google一搜一大堆我就不赘述了，这里主要说明下如何启用这个新特性， 从而带来明显的性能提升。

新的Kernel启用Hugepage已经变得非常容易了，以我的开发虚拟机为例(Ubuntu Server 14.04，Kernel 3.13.0-45),如果我们查看内存信息：

可见一个Hugepage的size是2MB,而当前并没有启用HugePages. 现在让我们先编译PHP RC4,记得一定不要加： –disable-huge-code-pages （这个新特性是默认启用的， 你加了这个就关了）

然后配置opcache,从PHP5.5开始Opcache已经是默认启用编译的，但是是编译动态库的， 所以我们还是要在PHP.ini中配置加载下。

这个新特性是做在Opcache里的，所以也要通过Opcache启用这个特性（通过设置opcache.huge_code_pages=1）， 具体的配置：

现在让我们配置OS， 分配一些Hugepages：

现在让我们再次检查内存信息:

可以看到我们分配的128个Hugepages已经就绪了， 然后我们来启动PHP-fpm:

现在， 再次检查内存信息:

说到这里，如果Hugepages可用， 其实Opcache也会用Hugepages来存储opcodes缓存， 所以为了验证opcache.huge_code_pages确实生效， 我们不妨关闭opcache.huge_code_pages,然后再启动一次后看内存信息：

可见开启了huge_code_pages以后， fpm启动后多用了4个pages,现在我们检查下PHP-fpm的text大小：

可见text段有10114565个字节大小， 总共需要占用4.8个左右的2M的pages， 考虑到对齐以后（尾部不足2M Page部分不挪动）， 申请4个pages， 正好和我们看到的相符。

说明配置成功！ Enjoy :)

但是有言在先， 启用此特性以后， 会造成一个问题就是你如果尝试通过Perf report/anno 去profiling的时候， 会发现符号丢失(valgrind,gdb不受影响),这个主要原因是Perf的设计采用监听了mmap，然后记录地址范围， 做IP到符号的转换， 但是目前HugeTLB只支持MAP_ANON， 所以导致Perf认为这部分地址没有符号信息，希望以后版本的Kernel可以修复这个限制吧..

GCC PGO

你对一个场景的优化,也许在另外一个场景就事与愿违了. 它不是一个通用的优化. 所以我们不能简单的就包含这些优化,也无法直接发布PGO编译后的PHP7.

当然,我们正在尝试从PGO找出一些共性的优化,然后手工Apply到PHP7上去,但这个很明显不能做到针对一个场景的特别优化所能达到的效果,所以我决定写这篇文章简单介绍下怎么使用PGO来编译PHP7,让你编译的PHP7能特别的让你自己的独立的应用变得更快.

首先,要决定的就是拿什么场景去Feedback GCC,我们一般都会选择: 在你要优化的场景中: 访问量最大的,耗时最多的,资源消耗最重的一个页面.

拿wordpress为例,我们选择wordpress的首页(因为首页往往是访问量最大的).

我们以我的机器为例:

Intel(R) Xeon(R) cpu X5687 @ 3.60GHz X 16(超线程), 48G Memory PHP-fpm 采用固定32个worker,opcache采用默认的配置(一定要记得加载opcache)

以wordpress 4.1为优化场景..

首先我们来测试下目前WP在PHP7的性能(ab -n 10000 -c 100):

可见wordpress 4.1 目前在这个机器上,首页的QPS可以到1116.48. 也就是每秒钟可以处理这么多个对首页的请求,

现在,让我们开始教GCC,让他编译出跑wordpress4.1更快的PHP7来,首先要求GCC 4.0以上的版本,不过我建议大家使用GCC-4.8以上的版本(现在都GCC-5.1了).

第一步,自然是下载PHP7的源代码了,然后做./configure. 这些都没什么区别

接下来就是有区别的地方了,我们要首先第一遍编译PHP7,让它生成会产生profile数据的可执行文件:

注意,我们用到了prof-gen参数(这个是PHP7的Makefile特有的,不要尝试在其他项目上也这么搞哈 :) )

然后,让我们开始训练GCC:

也就是让php-cgi跑100遍wordpress的首页,从而生成一些在这个过程中的profile信息.

然后,我们开始第二次编译PHP7.

好的,就这么简单,PGO编译完成了,现在我们看看PGO编译以后的PHP7的性能:

现在每秒钟可以处理1191.78个QPS了,提升是~7%. 还不赖哈(咦,你不是说10%么? 怎么成7%了? 呵呵,正如我之前说过,我们尝试分析PGO都做了些什么优化,然后把一些通用的优化手工Apply到PHP7中. 所以也就是说,那~3%的比较通用的优化已经包含到了PHP7里面了,当然这个工作还在继续).

于是就这么简单,大家可以用自己的产品的经典场景来训练GCC,简单几步,获得提升,何乐而不为呢