PHP Badoo में मुख्य विकास भाषाओं में से एक है। हमारे डेटा केंद्रों में, हजारों प्रोसेसर कोर PHP कोड की लाखों लाइनों को निष्पादित करने में व्यस्त हैं। हम समाचार का बारीकी से पालन कर रहे हैं और सक्रिय रूप से उत्पादकता में सुधार के तरीकों की तलाश कर रहे हैं, क्योंकि हमारे संस्करणों पर एक छोटे से अनुकूलन से भी महत्वपूर्ण संसाधन बचत होती है। मुख्य PHP प्रदर्शन समाचारों में से एक भाषा के आठवें संस्करण में JIT की उपस्थिति है। यह, निश्चित रूप से, हमारे ध्यान के बिना नहीं रह सकता है, और हमने इस लेख का अनुवाद किया कि जेआईटी क्या है, इसे PHP में कैसे लागू किया जाएगा, इसे करने का फैसला क्यों किया गया और इससे क्या उम्मीद की जाए।

यदि आप गुफा से बाहर नहीं निकले हैं या अतीत से नहीं आए हैं (इस मामले में, आपका स्वागत है), तो आप पहले से ही जानते हैं कि PHP 8 में JIT होगा: दूसरे दिन, वोट चुपचाप और शांति से था और प्रतिभागियों के विशाल बहुमत ने कार्यान्वयन के पक्ष में मतदान किया, ताकि सभी का फैसला हो जाए ।

आनंद के एक फिट में, आप फोटो के रूप में कई पागल आंदोलनों को भी चित्रित कर सकते हैं (यह, वैसे, "डेट्रोइट जेआईटी" कहा जाता है:



अब, बैठ जाओ और इस मिथ-डिबंकिंग लेख को पढ़ें। मैं JIT से जुड़ी गलतफहमी को स्पष्ट करना चाहता हूं और यह कैसे उपयोगी है, और इस बारे में बात करते हैं कि यह कैसे काम करता है (लेकिन बहुत अधिक विस्तार से नहीं ताकि आप ऊब न जाएं)।

चूंकि मुझे नहीं पता कि लेख कौन पढ़ेगा, इसलिए मैं सरल से जटिल प्रश्नों पर जाऊंगा। यदि आप पहले से ही शीर्षक में सवाल का जवाब जानते हैं, तो आप सुरक्षित रूप से संबंधित अध्याय को छोड़ सकते हैं।

JIT क्या है?

PHP को एक वर्चुअल मशीन (हम इसे Zend VM कहते हैं) के आधार पर लागू किया गया है। भाषा PHP स्रोत कोड को निर्देशों में संकलित करती है जो आभासी मशीन समझती है (इसे संकलन चरण कहा जाता है)। संकलन चरण में प्राप्त आभासी मशीन निर्देशों को ओपकोड कहा जाता है। रनटाइम स्टेज पर, Zend VM ऑपकोड को निष्पादित करता है, जिससे आवश्यक कार्य निष्पादित होता है।

यह सर्किट बहुत अच्छा काम करता है। इसके अलावा, एपीसी (पहले) और ओपचे (आज) जैसे उपकरण संकलन चरण के परिणामों को कैश करते हैं, इसलिए यह चरण केवल आवश्यक होने पर ही किया जाता है।

संक्षेप में, जेआईटी एक उचित समय की संकलन रणनीति है (सही समय पर), जिसमें कोड को पहली बार एक मध्यवर्ती प्रतिनिधित्व में अनुवाद किया जाता है, जो तब निष्पादन के दौरान वास्तुकला-निर्भर मशीन कोड में बदल जाता है।

PHP में, इसका मतलब है कि JIT संकलन चरण में प्राप्त वर्चुअल मशीन के निर्देशों को एक मध्यवर्ती प्रतिनिधित्व के रूप में विचार करेगा और मशीन कोड देगा जो अब Zend VM द्वारा निष्पादित नहीं किया जाएगा, लेकिन सीधे प्रोसेसर द्वारा।

PHP को JIT की आवश्यकता क्यों है?

PHP 7.0 के आगमन से कुछ समय पहले, PHP टीम का मुख्य फोकस भाषा का प्रदर्शन था। PHP 7.0 में अधिकांश बड़े परिवर्तन PHPNG पैच में थे, जिसने PHP को मेमोरी और प्रोसेसर का उपयोग करने के तरीके में बहुत सुधार किया। तब से, हम में से प्रत्येक को भाषा के प्रदर्शन को देखना होगा।

PHP 7.0 की रिलीज़ के बाद, प्रदर्शन में सुधार जारी रहा: एक हैश टेबल (PHP में मुख्य डेटा संरचना) को अनुकूलित किया गया, Zend VM में कुछ opcodes की विशेषज्ञता और संकलक में कुछ अनुक्रमों के विशेषज्ञता को लागू किया गया, अनुकूलक (OpCort घटक) में लगातार सुधार किया गया, और कई अन्य बदलावों को लागू किया गया।

कठोर सत्य यह है कि इन सभी अनुकूलन के परिणामस्वरूप, हम जल्दी से उत्पादकता सुधार के अवसरों की सीमा तक पहुंच रहे हैं।

कृपया ध्यान दें: "सुधार के अवसरों की सीमा" से मेरा तात्पर्य इस तथ्य से है कि आगे के सुधारों के लिए किए जाने वाले व्यापार-उतार अब आकर्षक नहीं लगते हैं। जब प्रदर्शन के अनुकूलन की बात आती है, तो हम हमेशा व्यापार-नापसंद के बारे में बात करते हैं। अक्सर, उत्पादकता के लिए, हमें सादगी का त्याग करना होगा। हर कोई यह सोचना चाहेगा कि सबसे सरल कोड भी सबसे तेज है, लेकिन सी प्रोग्रामिंग की आधुनिक दुनिया में ऐसा नहीं है। सबसे तेज सबसे अधिक बार कोड है जो वास्तुकला की आंतरिक संरचना या मंच / संकलक में निर्मित संरचनाओं का लाभ उठाने के लिए तैयार किया जाता है। अकेले सादगी बेहतर प्रदर्शन की गारंटी नहीं देती है।

इसलिए, इस स्तर पर, PHP से अधिक प्रदर्शन को निचोड़ने का सबसे अच्छा तरीका JIT को लागू करना है।

क्या JIT मेरी साइट को गति देगा?

सबसे अधिक संभावना है, तुच्छ रूप से।

यह वह उत्तर नहीं हो सकता है जिसकी आप अपेक्षा कर रहे थे। तथ्य यह है कि सामान्य तौर पर, PHP एप्लिकेशन इनपुट / आउटपुट (I / O बाध्य) द्वारा सीमित होते हैं, और JIT उस कोड के साथ सबसे अच्छा काम करता है जो प्रोसेसर (CPU बाध्य) द्वारा सीमित होता है।

"I / O और प्रोसेसर द्वारा सीमित" का क्या अर्थ है?

कुछ कोड या एप्लिकेशन के समग्र प्रदर्शन की विशेषताओं का वर्णन करने के लिए, हम "इनपुट-आउटपुट द्वारा सीमित" और "प्रोसेसर द्वारा सीमित" शब्दों का उपयोग करते हैं।

सबसे सरल परिभाषा:

• I / O द्वारा सीमित कोड बहुत तेजी से काम करेगा यदि हम प्रदर्शन किए गए I / O संचालन को बेहतर बनाने (कम करने, अनुकूलित करने) का कोई तरीका ढूंढते हैं;
  
• प्रोसेसर-सीमित कोड बहुत तेजी से काम करेगा यदि हम प्रोसेसर द्वारा निष्पादित या कम करने के निर्देशों को बेहतर बनाने (कम करने, अनुकूलित करने) का तरीका पाते हैं या प्रोसेसर घड़ी की गति बढ़ाते हैं।
  

कोड और आवेदन I / O, प्रोसेसर या दोनों द्वारा सीमित किया जा सकता है।

सामान्य तौर पर, PHP एप्लिकेशन I / O द्वारा सीमित होते हैं: उनका मुख्य अड़चन अक्सर I / O संचालन होता है - डेटाबेस, कैश, फ़ाइलों, सॉकेट्स आदि से कनेक्ट करना, पढ़ना और लिखना।

प्रोसेसर-सीमित PHP कोड क्या दिखता है?

शायद कुछ PHP प्रोग्रामर अधिकांश PHP अनुप्रयोगों की प्रकृति के कारण प्रोसेसर-सीमित कोड के लिए नए हैं: वे आमतौर पर डेटाबेस या कैश के लिंक के रूप में कार्य करते हैं, HTML / JSON / XML प्रतिक्रियाओं की छोटी मात्रा लेते हैं और उत्पादन करते हैं।

आप अपने कोड आधार को देख सकते हैं और बहुत से कोड पा सकते हैं जिनका I / O से कोई लेना-देना नहीं है, कोड ऐसे कार्यों को कहते हैं जिनका I / O से कोई लेना-देना नहीं है। और आप भ्रमित हो सकते हैं कि यह आपके आवेदन को प्रोसेसर द्वारा सीमित नहीं करता है, हालांकि इसके कोड में अधिक लाइनें हैं जो I / O के साथ काम नहीं करती हैं।

तथ्य यह है कि PHP सबसे तेजी से व्याख्या की जाने वाली भाषाओं में से एक है। एक फ़ंक्शन को कॉल करने के बीच कोई ध्यान देने योग्य अंतर नहीं है जो Zend VM और मशीन कोड में I / O का उपयोग नहीं करता है। बेशक, कुछ अंतर है, लेकिन मशीन कोड और Zend VM दोनों कॉलिंग कन्वेंशन का उपयोग करते हैं, इसलिए यह कोई फर्क नहीं पड़ता -___() आप opcodes में या मशीन कोड में -___() कॉल -___() - यह ध्यान देने योग्य प्रभाव नहीं होगा संपूर्ण एप्लिकेशन के प्रदर्शन पर जो कॉल करता है।

नोट: सरल शब्दों में, कॉलिंग कन्वेंशन एक अन्य फ़ंक्शन में प्रवेश करने से पहले निष्पादित निर्देशों का एक क्रम है। दोनों मामलों में, कॉलिंग कन्वेंशन स्टैक के लिए तर्क देता है।

आप पूछते हैं: "छोरों, पूंछ कॉल और बहुत कुछ के बारे में क्या?" PHP काफी स्मार्ट है - और जब OpCache से ऑप्टिमाइज़र चालू होता है, तो आपके कोड को जादुई रूप से एक अधिक कुशल संस्करण में बदल दिया जाएगा जो हमने लिखा था।

यहां यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जेआईटी ज़ेड वीएम कॉलिंग सम्मेलनों को नहीं बदलेगा। ऐसा इसलिए किया जाता है क्योंकि PHP को किसी भी समय JIT और VM मोड के बीच स्विच करने में सक्षम होना चाहिए (इसलिए, उन्होंने वर्तमान सम्मेलनों को रखने का फैसला किया है)। नतीजतन, जेआईटी का उपयोग करके आप हर जगह जो भी कॉल देखते हैं, वह बहुत तेजी से काम नहीं करेगा।

यदि आप यह देखना चाहते हैं कि प्रोसेसर-सीमित PHP कोड कैसा दिखता है, तो यहां देखें: https://github.com/php/php-src/blob/master/Zend/bench.php । यह एक चरम उदाहरण है, लेकिन यह दर्शाता है कि गणित में जेआईटी के सभी वैभव का पता चलता है।

PHP में गणितीय गणना को गति देने के लिए इस तरह का एक चरम समझौता करना पड़ा?

नहीं। हमने भाषा के अनुप्रयोग की सीमा का विस्तार करने (और महत्वपूर्ण विस्तार) के लिए ऐसा किया।

हम डींग मारना नहीं चाहते, लेकिन PHP वेब पर हावी है। यदि आप वेब विकास में लगे हुए हैं और अपने अगले प्रोजेक्ट में PHP का उपयोग करने पर विचार नहीं करते हैं, तो आप कुछ गलत कर रहे हैं (बहुत ही पक्षपाती पीएचपी डेवलपर के अनुसार)।

पहली नज़र में, ऐसा लग सकता है कि PHP में गणितीय गणनाओं के त्वरण में एक बहुत ही संकीर्ण अनुप्रयोग है। हालांकि, यह हमारे लिए, उदाहरण के लिए, मशीन लर्निंग, 3 डी रेंडरिंग, 2 डी रेंडरिंग (जीयूआई) और डेटा विश्लेषण का रास्ता खोलता है।

इसे PHP 7.4 में क्यों लागू नहीं किया जा सकता है?

ऊपर, मैंने जेआईटी को अत्यधिक समझौता कहा, और मुझे वास्तव में ऐसा लगता है: यह मौजूदा सभी के बीच सबसे कठिन संकलन रणनीतियों में से एक है, यदि सबसे कठिन नहीं है। जेआईटी को लागू करना जटिलता में एक महत्वपूर्ण वृद्धि है।

यदि आप जेआईटी के लेखक दिमित्री से पूछते हैं कि क्या उन्होंने पीएचपी को जटिल बना दिया है, तो वे जवाब देंगे: "नहीं, मैं जटिलता से नफरत करता हूं" (यह एक उद्धरण है)।

अनिवार्य रूप से, "जटिल" का अर्थ है "जो हमें समझ में नहीं आता है।" और आज, कुछ भाषा डेवलपर्स वास्तव में जेआईटी के मौजूदा कार्यान्वयन को समझते हैं।

PHP 7.4 पर काम तेजी से प्रगति कर रहा है, और इस संस्करण में JIT की शुरूआत इस तथ्य को जन्म देगी कि केवल कुछ ही डीबग कर सकते हैं, ठीक कर सकते हैं और भाषा को सुधार सकते हैं। यह उन लोगों के लिए अस्वीकार्य है जिन्होंने PHP 7.4 में JIT के खिलाफ मतदान किया था।

PHP 8 की रिलीज़ से पहले, हम में से कई जेआईटी कार्यान्वयन को समझेंगे। ऐसी विशेषताएं हैं जिन्हें हम लागू करना चाहते हैं, और ऐसे उपकरण जिन्हें हम आठवें संस्करण के लिए फिर से लिखना चाहते हैं, इसलिए हमें पहले जेआईटी को समझना होगा। हमें इस समय की आवश्यकता है, और हम बहुत आभारी हैं कि बहुमत ने हमें इसे देने के लिए मतदान किया।

परिसर भयानक का पर्याय नहीं है। जटिलता एक स्टार निहारिका जितनी सुंदर हो सकती है, और यह सिर्फ JIT के बारे में है। दूसरे शब्दों में, जब हमारी टीम में 20 लोग जेआईटी को दिमित्री से भी बदतर समझने लगते हैं, तो इससे जेआईटी की प्रकृति की जटिलता नहीं बदलेगी।

क्या PHP का विकास धीमा होगा?

ऐसा सोचने का कोई कारण नहीं है। हमारे पास पर्याप्त समय है, इसलिए यह तर्क दिया जा सकता है कि जब तक PHP 8 तैयार नहीं हो जाता है, तब तक हमारे बीच पर्याप्त होगा जो JIT में महारत हासिल कर चुके हैं और बग़ैर फिक्सिंग और PHP को विकसित करने के लिए आज की तुलना में कम कुशलता से काम करते हैं।

जब आप जेआईटी की मूल जटिलता के विचार के साथ इसे सहसंबंधित करने का प्रयास करते हैं, तो याद रखें कि हम नई सुविधाओं को पेश करने में जो समय बिताते हैं, उनमें से अधिकांश उन पर चर्चा करने में खर्च होता है। ज्यादातर, जब सुविधाओं पर काम करते हैं और बग्स को ठीक करते हैं, तो एक कोड लिखना मिनट या घंटे लगते हैं, और चर्चा में सप्ताह या महीने लगते हैं। दुर्लभ मामलों में, कोड को घंटों या दिनों के लिए लिखना पड़ता है, लेकिन फिर भी चर्चा हमेशा अधिक समय तक रहती है।

यही सब मैं कहना चाहता था।

और जब से हम प्रदर्शन के बारे में बात कर रहे हैं, मैं अपने सहयोगी पावेल मुराजाकोव को 17 मई को PHP रूस सम्मेलन में रिपोर्ट के लिए आमंत्रित करता हूं । पाशा जानता है कि पीएचपी कोड के आखिरी सीपीयू को दूसरे से कैसे निचोड़ें!