PHP解释器代码中的微优化

Question

由于在这个so线程上遇到了困难，我决定用PHP编写类似的测试。我的测试代码是这样的：

// Slow version
$t1 = microtime(true);
for ($n = 0, $i = 0; $i < 20000000; $i++) {
    $n += 2 * ($i * $i);
}
$t2 = microtime(true);
echo "n={$n}\n";

// Optimized version
$t3 = microtime(true);
for ($n = 0, $i = 0; $i < 20000000; $i++) {
    $n += $i * $i;
}
$n *= 2;
$t4 = microtime(true);
echo "n={$n}\n";

$speedup = round(100 * (($t2 - $t1) - ($t4 - $t3)) / ($t2 - $t1), 0);
echo "speedup: {$speedup}%\n";

1. 在PHP2*($i*$i)版本中运行与2*$i*$i非常相似，
   因此PHP解释器没有像Java中的JVM那样优化字节码
2. 即使在我手动优化代码的时候--我也有~8%的加速比，而Java的版本有~16%的加速比。所以PHP版本的加速系数是Java代码的1/2。

我不想多说细节，但优化和未优化代码的乘法比是->

1求和:3/4
2求和:4/6
3求和:5/8
4求和:6/10
...

一般情况下：

其中n是循环中的求和数。要成为对我们有用的公式--当N接近无穷大时，我们需要计算它的极限（以复制我们在一个循环中做大量求和的情况）。所以：

1. 为什么PHP解释器没有应用代码优化？
2. 为什么PHP的加速倍数只有Java的一半？

Answer 1

是时候分析由PHP解释器生成的PHP操作码了。为此，您需要安装VLD扩展，并使用它从命令行生成手头的php脚本操作码。

1. 似乎在操作码和内存使用方面，$i++与++$i并不相同。报表$I++；生成操作码:

 POST_INC ~4 !1
 FREE     ~4

将计数器增加1并将前一个值保存到内存插槽#4中。然后，因为这个值从未使用过--从内存中释放它。问题--为什么我们需要储存价值，如果它从来没有被使用过？

while (true) {

// Slow version
$t1 = microtime(true);
for ($n = 0, $i = 0; $i < 2000; $i+=10) {
    // loop unrolling
    $n += 2 * (($i+0) * ($i+0));
    $n += 2 * (($i+1) * ($i+1));
    $n += 2 * (($i+2) * ($i+2));
    $n += 2 * (($i+3) * ($i+3));
    $n += 2 * (($i+4) * ($i+4));
    $n += 2 * (($i+5) * ($i+5));
    $n += 2 * (($i+6) * ($i+6));
    $n += 2 * (($i+7) * ($i+7));
    $n += 2 * (($i+8) * ($i+8));
    $n += 2 * (($i+9) * ($i+9));
}
$t2 = microtime(true);
echo "{$n}\n";

// Optimized version
$t3 = microtime(true);
for ($n = 0, $i = 0; $i < 2000; $i+=10) {
    // loop unrolling
    $n += ($i+0) * ($i+0);
    $n += ($i+1) * ($i+1);
    $n += ($i+2) * ($i+2);
    $n += ($i+3) * ($i+3);
    $n += ($i+4) * ($i+4);
    $n += ($i+5) * ($i+5);
    $n += ($i+6) * ($i+6);
    $n += ($i+7) * ($i+7);
    $n += ($i+8) * ($i+8);
    $n += ($i+9) * ($i+9);
}
$n *= 2;
$t4 = microtime(true);
echo "{$n}\n";

$speedup = round(100 * (($t2 - $t1) - ($t4 - $t3)) / ($t2 - $t1), 0);
$table[$speedup]++;

echo "****************\n";
foreach ($table as $s => $c) {
  if ($s >= 0 && $s <= 20)
     echo "$s,$c\n";
}

}

所以脚本最有可能得到10%的加速。这意味着我们的优化带来了+2%的加速（而原始脚本是8%）。

我非常肯定我所做的所有这些事情--可以由PHP JIT自动完成。我认为在生成二进制可执行文件时，将一对post_inc/free操作码自动改为一个PRE_INC操作码并不困难。另外，PHP jit'er可以应用循环展开也不是奇迹。这只是优化的一个开始！

希望在PHP8.0中有一个JIT