속도를 위해 탄생: PHP와 Golang의 조합 - RoadRunner

지난 10년 동안 우리는 Fortune 500대 기업과 사용자가 500명 이하인 기업을 위한 앱을 개발해 왔습니다. 역사적으로 우리 엔지니어들은 주로 PHP를 사용하여 백엔드를 개발해 왔습니다. 그러나 2년 전, 우리 제품의 성능뿐만 아니라 확장성에도 심각한 영향을 미치는 몇 가지 문제가 발생하여 우리는 Golang(Go)을 우리 기술 스택에 도입했습니다.

거의 동시에 우리는 Go를 사용하여 더 큰 애플리케이션을 만들 수 있을 뿐만 아니라 성능을 최대 40배까지 향상시킬 수 있다는 사실을 발견했습니다. 이를 통해 우리는 PHP로 작성된 기존 제품을 확장하고 두 언어의 장점을 결합하여 개선할 수 있습니다.

광범위한 Go 및 PHP 경험을 통해 이를 사용하여 실제 개발 문제를 해결하는 방법과 이를 PHP 죽음 모델과 관련된 일부 문제를 제거하는 도구로 전환하는 방법을 알려드리겠습니다.

일반 PHP 개발 환경#

Go가 PHP 데스 모델을 어떻게 개선하는지 설명하기 전에 먼저 기존 PHP 개발 환경을 이해해 보겠습니다.

일반적으로 애플리케이션은 nginx 및 PHP-FPM에서 실행됩니다. nginx는 정적 요청을 처리하는 반면 동적 요청은 PHP 코드를 실행하는 PHP-FPM으로 리디렉션됩니다. 아마도 Apache와 mod_php를 사용하고 있을 수도 있지만 원리는 동일하고 작동 방식에는 약간의 차이만 있습니다.

PHP-FPM이 코드를 실행하는 방법을 알아보세요. 요청이 수신되면 PHP-FPM은 PHP 하위 프로세스를 초기화하고 상태(_GET, _POST, _SERVER 등)의 일부로 요청 세부 정보를 전달합니다.

PHP 스크립트를 실행하는 동안 상태는 변경될 수 없으므로 새로운 입력 데이터 세트를 얻는 방법은 프로세스 메모리를 지우고 다시 초기화하는 한 가지 방법뿐입니다.

이 성능 모델에는 많은 장점이 있습니다. 메모리 소비에 대해 너무 걱정할 필요가 없습니다. 모든 프로세스는 완전히 격리됩니다. 프로세스 중 하나가 "죽으면" 자동으로 다시 생성되고 다른 프로세스에 영향을 주지 않습니다. 그러나 이 접근 방식에는 애플리케이션을 확장하려고 할 때 단점이 있습니다.

일반적인 PHP 환경의 단점과 비효율성

PHP를 전문적으로 개발한다면 새 프로젝트를 만들 때 어디서부터 시작해야 할지, 즉 프레임워크를 선택해야 하는지 알 것입니다. 종속성 주입, ORM, 변환 및 템플릿 메서드를 위한 라이브러리입니다. 물론 사용자가 입력한 모든 데이터는 단일 개체(Symfony/HttpFoundation 또는 PSR-7)에 편리하게 배치할 수 있습니다. 이 프레임은 훌륭해요!

하지만 모든 것에는 가격이 있습니다. 모든 엔터프라이즈 프레임워크에서 간단한 사용자 요청을 처리하거나 데이터베이스에 액세스하려면 최소한 수십 개의 파일을 로드하고, 많은 클래스를 만들고, 여러 구성을 구문 분석해야 합니다. 그러나 가장 나쁜 점은 각 작업이 완료된 후 모든 것을 재설정하고 다시 시작해야 한다는 것입니다. 방금 시작한 모든 코드는 쓸모 없게 되며 이 코드의 도움으로 다른 요청을 처리할 수 없게 됩니다. 다른 언어로 글을 쓰는 프로그래머에게 이 말을 하면 그의 얼굴에서 혼란스러워하는 모습을 볼 수 있을 것입니다.

수년 동안 PHP 엔지니어들은 지연 로딩 기술, 마이크로 프레임, 최적화 라이브러리, 캐싱 등을 사용하여 이 문제를 해결하는 방법을 찾고 있었습니다. 하지만 결국에는 전체 애플리케이션을 포기하고 다시 시작해야 합니다. *(역자 주: PHP7.4의 사전 로드 기능이 등장하면 이 문제는 부분적으로 해결될 것입니다.)

하나의 PHP 프로세스가 여러 요청을 처리할 수 있나요?

크론 작업, CSV 파서, 대기열 처리기 등 몇 분 이상(최대 몇 시간 또는 며칠) 지속되는 PHP 스크립트를 작성할 수 있습니다. 이러한 작업은 모두 패턴을 따릅니다. 즉, 작업을 받고 처리한 후 다음 작업을 받습니다. 코드는 메모리에 상주하므로 프레임워크와 애플리케이션을 로드하기 위한 추가 작업이 방지되어 귀중한 시간이 절약됩니다.

하지만 장기 실행 스크립트를 개발하는 것은 그리 쉬운 일이 아닙니다. 오류가 발생하면 프로세스가 종료되고, 메모리 오버플로로 인해 충돌이 발생하며, F5 키를 사용하여 프로그램을 디버깅할 수 없습니다.

PHP 7 이후로 상황이 개선되었습니다. 안정적인 가비지 수집기가 등장했고, 오류 처리가 더 쉬워졌으며, 커널 확장을 통해 메모리 누수를 방지할 수 있습니다. 예, 엔지니어는 여전히 메모리 문제와 코드의 상태 기억 문제를 신중하게 처리해야 합니다(어떤 언어가 이러한 사항에 주의를 기울이지 않도록 허용합니까?). 물론 PHP 7에서는 놀라운 일이 많지 않습니다.

HTTP 요청 처리와 같은 보다 사소한 작업을 위해 상주 PHP 스크립트 모델을 채택하여 모든 요청에 ​​대해 처음부터 모든 것을 다운로드할 필요가 없도록 할 수 있습니까?

이 문제를 해결하려면 먼저 HTTP 요청을 수신하고 매번 종료하는 대신 PHP 작업자에게 하나씩 리디렉션할 수 있는 서버 애플리케이션을 구현해야 합니다.

우리는 순수 PHP(PHP-PM) 또는 C 확장(Swoole)으로 웹 서버를 작성할 수 있다는 것을 알고 있습니다. 각 접근 방식에는 장점이 있지만 어느 옵션도 우리에게는 효과가 없었습니다. 저는 더 많은 것을 원했습니다. 우리는 단순한 웹 서버 이상의 것이 필요했습니다. 우리는 PHP의 "다시 시작"과 관련된 문제를 방지하는 동시에 특정 애플리케이션에 쉽게 적응하고 확장할 수 있는 솔루션을 원했습니다. 즉, 애플리케이션 서버가 필요합니다.

Go가 이 문제를 해결하는 데 도움을 줄 수 있나요? 언어가 애플리케이션을 단일 바이너리로 컴파일하기 때문에 가능하다는 것을 알고 있습니다. 자체 병렬 처리 모델(동시성)과 HTTP 처리용 라이브러리를 사용하고 마지막으로 더 많은 오픈 소스 라이브러리를 우리에 통합할 수 있습니다. 프로그램.

두 프로그래밍 언어를 병합할 때 발생하는 어려움

먼저 두 개 이상의 애플리케이션이 서로 통신할 수 있는 방법을 결정해야 합니다.

예를 들어 Alex Palaestras의 go-php 라이브러리를 사용하면 PHP와 Go 프로세스(예: Apache의 mod_php) 간에 메모리 공유를 달성할 수 있습니다. 그러나 이 라이브러리의 기능으로 인해 문제 해결을 위한 라이브러리 사용이 제한됩니다.

우리는 또 다른 보다 일반적인 접근 방식을 사용하기로 결정했습니다. 즉, 소켓/파이프라인을 사용하여 프로세스 간의 상호 작용을 구조화하는 것입니다. 이 접근 방식은 지난 10년 동안 안정성이 입증되었으며 운영 체제 수준에서 잘 최적화되었습니다.

먼저 프로세스 간 데이터 교환과 전송 오류 처리를 위한 간단한 바이너리 프로토콜을 만들었습니다. 가장 간단한 형태로 이 유형의 프로토콜은 패킷 유형에 대한 정보가 포함된 고정 크기 패킷 헤더 (이 예에서는 17바이트)가 있는 a netstring과 유사합니다. 해당 크기와 바이너리 마스크 정보는 데이터 무결성을 확인하는 데 사용됩니다. .

PHP 쪽에서는 pack 함수를 사용했고, Go 쪽에서는 encoding/binary 라이브러리를 사용했습니다.

한 프로토콜은 우리에게 약간 구식이어서 PHP에서 net /rpc Go 서비스 를 직접 호출하는 기능을 추가했습니다. 이 기능은 Go 라이브러리를 PHP 애플리케이션에 쉽게 통합할 수 있었기 때문에 이후 개발에 많은 도움이 되었습니다. 이 작업의 결과는 우리의 또 다른 오픈 소스 제품인 Goridge에서 볼 수 있습니다.

여러 PHP 작업자 간에 작업 배포

상호작용 메커니즘이 구현된 후 우리는 작업을 PHP 프로세스로 더 효과적으로 전송하는 방법에 대해 생각하기 시작했습니다. 작업이 도착하면 애플리케이션 서버는 이를 실행할 유휴 작업자를 선택해야 합니다. 작업자 프로세스가 오류나 "종료"로 종료되면 해당 프로세스를 지우고 새 프로세스를 만듭니다. 작업자 프로세스가 성공적으로 실행되면 작업을 수행하는 데 사용할 수 있는 작업자 풀로 이를 반환합니다.

활성 작업자 프로세스 풀을 저장하기 위해 버퍼 채널을 사용합니다. 풀에서 예기치 않게 "죽은" 작업자 프로세스를 지우기 위해 오류 및 작업자 프로세스 상태를 추적하는 메커니즘을 추가했습니다.

마지막으로 바이너리 형식으로 렌더링된 모든 요청을 처리할 수 있는 작동하는 PHP 서버가 있습니다.

애플리케이션이 웹 서버로 작동하려면 들어오는 HTTP 요청을 처리할 수 있는 신뢰할 수 있는 PHP 표준을 선택해야 합니다. 우리의 경우에는 현재 사용 가능한 대부분의 PHP 프레임워크와 호환되도록 Go 의 간단한 net /http 요청을 PSR-7 형식으로 간단히 변환합니다.

PSR-7은 불변으로 간주되므로(기술적으로 그렇지 않다고 말하는 사람도 있음) 개발자는 원칙적으로 요청을 전역 엔터티로 처리하지 않는 애플리케이션을 작성해야 합니다. 이는 PHP 상주 프로세스의 개념과 완전히 일치합니다. 최종 구현(아직 이름을 받지 못함)은 다음과 같습니다.

RoadRunner - High - Performance PHP Application Server

첫 번째 테스트 작업은 정기적으로 예측할 수 없는 버스트 요청(평소보다 더 자주)을 수행하는 API 백엔드였습니다. 대부분의 경우 nginx 기능으로 충분하지만 예상되는 로드 증가 시 시스템 균형을 신속하게 조정할 수 없기 때문에 502 오류가 자주 발생합니다.

이 문제를 해결하기 위해 우리는 2018년 초에 첫 번째 PHP/Go 애플리케이션 서버를 배포했습니다. 그리고 즉시 놀라운 결과를 얻었습니다! 502 오류를 완전히 제거했을 뿐만 아니라 서버 수도 2/3로 줄여 엄청난 비용을 절약하고 엔지니어와 제품 관리자의 골치 아픈 문제를 해결했습니다.

올해 중반에는 솔루션을 개선하여 GitHub에 MIT 라이선스로 출시하고 이름을 RoadRunner로 지정하여 놀라운 속도와 효율성을 강조했습니다.

RoadRunner가 개발 스택을 향상시키는 방법

RoadRunner를 사용하면 Go 측에서 미들웨어 net/http를 사용할 수 있으며, 요청이 PHP로 전달되기 전에 JWT 검증을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 WebSocket 및 Prometheus Aggregation 상태의 전역.

내장된 RPC 덕분에 확장 패키지를 작성하지 않고도 PHP에서 Go 라이브러리의 API를 열 수 있습니다. 또한 RoadRunner를 사용하면 HTTP와 다른 새로운 서버를 배포할 수 있습니다. 예를 들어 PHP에서 AWS Lambda 프로세서 실행, 강력한 대기열 선택기 생성, 애플리케이션에 gRPC 추가 등이 있습니다.

PHP와 Go를 모두 사용하여 솔루션이 꾸준히 개선되어 일부 테스트에서 애플리케이션 성능이 40배 향상되고, 디버깅 도구가 개선되고, Symfony 프레임워크와의 통합이 구현되고, HTTPS, HTTP 플러그인 및 2에 대한 지원이 추가되었습니다. PSR-17 지원.

결론

일부 사람들은 여전히 ​​PHP의 구식 개념에 얽매여 있고, PHP는 WordPress에서 플러그인을 작성하는 데만 적합한 느리고 번거로운 언어라고 생각합니다. 이 사람들은 심지어 PHP에는 한계가 있다고까지 말합니다. 애플리케이션이 충분히 커지면 보다 "성숙한" 언어를 선택하고 수년에 걸쳐 축적된 코드 기반을 다시 작성해야 합니다.

이 질문에 대한 나의 대답은: 다시 생각해 보세요. 우리는 PHP에 몇 가지 제한을 설정한 사람은 바로 당신이라고 믿습니다. 한 언어에서 다른 언어로 이동하면서 자신의 필요에 완벽하게 맞는 언어를 찾으려고 평생을 보낼 수도 있고, 언어를 도구로 사용할 수도 있습니다. PHP와 같은 언어에서는 예상되는 결함이 성공의 진짜 이유일 수 있습니다. Go와 같은 다른 언어와 결합하면 단순히 하나의 언어를 사용하는 것보다 더 강력한 제품을 만들 수 있습니다.

Go와 PHP를 같은 의미로 사용하고 나면 두 가지가 마음에 든다고 말할 수 있습니다. 우리는 서로를 위해 하나를 희생하지 않을 것입니다. 대신에 우리는 이 이중 아키텍처에서 더 많은 것을 얻을 수 있는 방법을 찾을 것입니다.

영어 원본 주소: https://sudonull.com/post/6470-RoadRunner-PHP-is-not-created-to-die-or-Golang-to-the-rescue

번역 주소: https: //learnku.com/php/t/61733

추천 학습: "PHP 비디오 튜토리얼"

위 내용은 속도를 위해 탄생: PHP와 Golang의 조합 - RoadRunner의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!