讓 PHP7 更快之 Hugepage 詳解

PHP7剛剛發布了RC4, 包含一些bug修復和一個我們最新的性能提升成果（NEWS）， 那就是"HugePageFy PHP TEXT segment"， 透過啟用這個特性，PHP7會把自身的TEXT段（執行體）」挪「到Huagepage上，之前的測試，我們能穩定的在Wordpress上看到2%~3%的QPS提升。

關於Hugepage是啥，簡單的說下就是預設的記憶體是以4KB分頁的，而虛擬位址和記憶體位址是需要轉換的， 而這個轉換是要查表的，CPU為了加速這個查表過程都會內建TLB（Translation Lookaside Buffer），顯而易見如果虛擬頁越小，表裡的條目數也就越多，而TLB大小是有限的，條目數越多TLB的Cache Miss也就會越高，所以如果我們能啟用大內存頁就能間接降低這個TLB Cache Miss，至於詳細的介紹，Google一搜一大堆我就不贅述了，這裡主要說明下如何啟用這個新特性， 從而帶來明顯的性能提升。

新的Kernel啟用Hugepage已經變得非常容易了，以我的開發虛擬機為例(Ubuntu Server 14.04，Kernel 3.13.0-45), 如果我們查看記憶體資訊：

$ cat /proc/meminfo | grep Huge
AnonHugePages:    444416 kB
HugePages_Total:       0
HugePages_Free:        0
HugePages_Rsvd:        0
HugePages_Surp:        0
Hugepagesize:       2048 kB

可見一個Hugepage的size是2MB, 而目前並沒有啟用HugePages. 現在讓我們先編譯PHP RC4, 記得一定不要加： --disable-huge-code-pages （這個新特性是預設啟用的， 你加了這個就關了）

然後配置opcache, 從PHP5.5開始Opcache已經是預設啟用編譯的，但是是編譯動態函式庫的， 所以我們還是要在php.ini中設定載入下。

zend_extension=opcache.so

這個新特性是做在Opcache裡的，所以也要透過Opcache啟用這個特性（透過設定opcache.huge_code_pages=1）， 具體的設定：

opcache.huge_code_pages=1

現在讓我們來設定OS， 分配一些Hugepages：

$ sudo sysctl vm.nr_hugepages=128
vm.nr_hugepages = 128

現在讓我們再次檢查記憶體資訊:

$ cat /proc/meminfo | grep Huge
AnonHugePages:    444416 kB
HugePages_Total:     128
HugePages_Free:      128
HugePages_Rsvd:        0
HugePages_Surp:        0
Hugepagesize:       2048 kB

可以看到我們分配的128個Hugepages已經就緒了， 然後我們來啟動php-fpm:

$ /home/huixinchen/local/php7/sbin/php-fpm
[01-Oct-2015 09:33:27] NOTICE: [pool www] 'user' directive is ignored when FPM is not running as root
[01-Oct-2015 09:33:27] NOTICE: [pool www] 'group' directive is ignored when FPM is not running as root

現在， 再次檢查記憶體資訊:

$ cat /proc/meminfo | grep Huge
AnonHugePages:    411648 kB
HugePages_Total:     128
HugePages_Free:      113
HugePages_Rsvd:       27
HugePages_Surp:        0
Hugepagesize:       2048 kB

說到這裡，如果Hugepages可用， 其實Opcache也會用Hugepages來儲存opcodes緩存， 所以為了驗證opcache.huge_code_pages確實生效， 我們不妨關閉opcache.huge_code_pages, 然後再啟動一次後看內存資訊：

$ cat /proc/meminfo | grep Huge
AnonHugePages:    436224 kB
HugePages_Total:     128
HugePages_Free:      117
HugePages_Rsvd:       27
HugePages_Surp:        0
Hugepagesize:       2048 kB

可見開啟了huge_code_pages以後， fpm啟動後多用了4個pages, 現在我們檢查下php-fpm的text大小：

$ size /home/huixinchen/local/php7/sbin/php-fpm
   text        data         bss         dec         hex     filename
10114565      695200      131528     10941293      a6f36d     /home/huixinchen/local/php7/sbin/php-fpm

可見text段有10114565個位元組大小，總共需要佔用4.8個左右的2M的pages， 考慮到對齊以後（尾部不足2M Page部分不挪動）， 申請4個pages， 正好和我們看到的相符。

說明配置成功！ Enjoy 

但有言在先， 啟用此特性以後， 會造成一個問題就是你如果嘗試通過Perf report/anno 去profiling的時候， 會發現符號丟失(valgrind, gdb不受影響), 這個主要原因是Perf的設計採用監聽了mmap，然後記錄位址範圍， 做IP到符號的轉換， 但是目前HugeTLB只支援MAP_ANON， 所以導致Perf認為這部分位址沒有符號訊息，希望以後版本的Kernel可以修復這個限製吧..

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以上是讓 PHP7 更快之 Hugepage 詳解的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！