Por Cody Arsenault
Como desarrollador web, siempre debe buscar formas de mejorar el rendimiento de sus aplicaciones. Con la creciente demanda de aplicaciones web más rápidas y eficientes, optimizar el rendimiento de PHP se ha convertido en un aspecto crítico del desarrollo web. En este blog, exploraremos algunas de las mejores prácticas y consejos para mejorar el rendimiento de PHP para aplicaciones web. La mejor herramienta para mejorar el rendimiento de PHP no es un programa individual; es saber qué problemas buscar y cómo abordarlos . Esta guía cubrirá todo lo que necesita saber para asegurarse de que sus aplicaciones PHP siempre funcionen sin problemas.
Una breve historia de PHP#
PHP es un lenguaje de secuencias de comandos inventado por Rasmus Lerdorf en 1995. Inicialmente destinado al uso personal del desarrollador, “PHP” era originalmente un acrónimo de “Página de inicio personal”. Lerdorf inicialmente desarrolló PHP como un conjunto de scripts de Common Gateway Interface (CGI) para rastrear a los visitantes de su sitio web personal. Con el tiempo, agregó más funciones al lenguaje, como la generación dinámica de páginas HTML, y lo lanzó como un proyecto de código abierto en 1995.
En 1997, dos desarrolladores, Andi Gutmans y Zeev Suraski, reescribieron el núcleo de PHP y lo transformaron en un lenguaje más robusto y eficiente. Esta nueva versión de PHP, conocida como PHP 3, ganó popularidad rápidamente y se volvió ampliamente utilizada para desarrollar páginas web dinámicas.
Desde entonces, PHP ha seguido evolucionando y mejorando, con la incorporación de nuevas funciones, como una programación orientada a objetos mejorada, mejores funciones de seguridad y un rendimiento mejorado. Hoy en día, PHP es uno de los lenguajes de secuencias de comandos del lado del servidor más utilizados, que impulsa algunos de los sitios web más grandes de Internet, incluidos Facebook, Wikipedia y WordPress.
En los últimos años, PHP también ha visto la introducción de nuevas versiones. En 2015, se lanzó PHP 7.0 con actualizaciones que incluyen mejoras en Zend Engine y una reducción general en el uso de memoria . Al momento de escribir este artículo, la última versión disponible es PHP 8.2, que se anunció en diciembre de 2022. El sitio web de Clases de PHP contiene detalles extensos sobre todos los cambios realizados en PHP 8.2 .
¿Qué es exactamente un buen rendimiento de PHP?
Rendimiento y velocidad no son necesariamente sinónimos. Lograr un rendimiento óptimo suele ser un acto de equilibrio que requiere soluciones de compromiso entre velocidad, precisión y escalabilidad. Por ejemplo, al crear una aplicación web, es posible que deba decidir entre priorizar la velocidad escribiendo un script que cargue todo en la memoria por adelantado o priorizando la escalabilidad con un script que cargue los datos en fragmentos.
Basado en una representación de phplens , la siguiente imagen muestra el equilibrio teórico entre velocidad y escalabilidad:
La línea roja representa un script optimizado para la velocidad y la línea azul es un script que prioriza la escalabilidad. Cuando el número de conexiones simultáneas es bajo, la línea roja corre más rápido; sin embargo, a medida que crece el número de usuarios, la línea roja se vuelve más lenta. La línea azul también se ralentiza cuando aumenta el tráfico; sin embargo, la disminución no es tan drástica, por lo que la secuencia de comandos ajustada para la velocidad en realidad se vuelve más lenta que la secuencia de comandos ajustada para la escalabilidad después de cierto umbral.
Una analogía del mundo real sería la comparación entre un velocista y un corredor de fondo. Los velocistas son mucho más rápidos cuando corren carreras cortas, pero se cansan en competencias más largas. Los corredores de fondo mantienen un ritmo más lento pero más constante, lo que les permite conservar energía y recorrer distancias más largas . Los dos atletas se adaptan mejor a diferentes situaciones. Asimismo, algunos scripts funcionan mejor en diferentes escenarios. Elegir el adecuado para su aplicación requerirá una consideración cuidadosa de sus usuarios. Es posible que tenga que ajustar las secuencias de comandos con el tiempo a medida que aumenta el tráfico.
Cuándo comenzar a optimizar el código PHP#
Los programadores experimentados a veces reservan el ajuste fino del código para el final del ciclo de un proyecto. Sin embargo, esto solo es recomendable si está seguro de los parámetros de rendimiento de su aplicación PHP. Un enfoque más sensato es realizar pruebas durante el proceso de desarrollo ; de lo contrario, es posible que tenga que reescribir grandes fragmentos de código para que su aplicación funcione correctamente.
Antes de comenzar a diseñar una aplicación PHP, ejecute puntos de referencia en su hardware y software para determinar sus parámetros de rendimiento. Esta información puede guiar su codificación al ayudarlo a sopesar los riesgos y beneficios de compensaciones específicas. Asegúrese de utilizar datos de prueba adecuados o, de lo contrario, podría crear un código que no escala.
Consejos para optimizar scripts PHP
Escribir un buen código es el primer paso esencial para crear aplicaciones PHP que sean rápidas y estables. Seguir estas mejores prácticas desde el principio le ahorrará tiempo en la resolución de problemas más adelante.
1. Aprovecha las funciones nativas de PHP
Siempre que sea posible, intente aprovechar las funciones nativas de PHP en lugar de escribir sus propias funciones para lograr el mismo resultado. Tomarse un poco de tiempo para aprender a usar las funciones nativas de PHP no solo lo ayudará a escribir código más rápido, sino que también lo hará más eficiente.
2. Usa JSON en lugar de XML
Hablando de eso, las funciones nativas de PHP como json_encode()y json_decode()son increíblemente rápidas, por lo que usar JSON es preferible a usar XML. Si está comprometido con XML, asegúrese de analizarlo usando expresiones regulares en lugar de manipular DOM.
3. Aproveche las técnicas de almacenamiento en caché
Memcache es particularmente útil para reducir la carga de la base de datos, mientras que los motores de almacenamiento en caché de bytecode como OPcache son excelentes para ahorrar tiempo de ejecución cuando se compilan los scripts.
4. Elimina cálculos innecesarios
Cuando utilice el mismo valor de una variable varias veces, calcule y asigne el valor al principio en lugar de realizar cálculos para cada uso.
5. Usoisset()
Comparado con count(), strlen()y sizeof(), isset()es una forma más rápida y sencilla de determinar si un valor es mayor que 0.
6. Elimina las clases innecesarias
Si no tiene la intención de usar clases o métodos varias veces, entonces realmente no los necesita. Si debe emplear clases, asegúrese de usar métodos de clases derivadas , ya que son más rápidos que los métodos de las clases base.
7. Desactiva las notificaciones de depuración
Las alertas que llaman su atención sobre los errores son útiles durante el proceso de codificación, pero se convierten en un proceso más que lo ralentiza después del lanzamiento. Deshabilite dichas notificaciones antes de publicarlas.
8. Cierre las conexiones de la base de datos
Desactivar variables y cerrar conexiones de base de datos en su código ahorrará memoria valiosa.
9. Limite las visitas a su base de datos
Agregar consultas puede reducir la cantidad de visitas a su base de datos, lo que hará que las cosas funcionen más rápido.
10. Usa las strfunciones más potentes
Si bien str_replacees más rápido que preg_replace, la strtrfunción es cuatro veces más rápida que str_replace.
11. Usa comillas simples
Cuando sea posible, utilice comillas simples en lugar de comillas dobles. Las comillas dobles comprueban las variables, que pueden reducir el rendimiento.
12. Prueba tres signos iguales
Dado que ===solo verifica un rango cerrado, es más rápido que usar ==para comparaciones.
Tipos de cuellos de botella que afectan el rendimiento de PHP
Jugar con sus guiones sin duda puede ser beneficioso. Sin embargo, también hay problemas que no tienen nada que ver con el código que también pueden dificultar el rendimiento de PHP. Esta es la razón por la cual los desarrolladores necesitan una comprensión profunda de los subsistemas de su servidor para identificar y abordar los cuellos de botella . A continuación se muestran las áreas que debe verificar si tiene problemas de rendimiento.
1. La red
Una fuente obvia de cuellos de botella son las redes. Dependiendo de la capacidad de su red actual, es posible que no tenga el poder para manejar la cantidad de datos que se transmiten.
2. La CPU
La transmisión de páginas HTML simples a través de una red no agota su CPU, pero las aplicaciones PHP sí. Dependiendo de sus requisitos, puede tener al menos un servidor con múltiples procesadores para procesar su código PHP de manera eficiente.
3. Memoria compartida
La falta de memoria compartida puede interrumpir la comunicación entre procesos, lo que puede provocar un retraso en el rendimiento.
4. El sistema de archivos
Su sistema de archivos puede fragmentarse con el tiempo. Un caché de archivos que usa RAM puede acelerar el acceso al disco siempre que haya suficiente memoria.
5. Gestión de procesos
Asegúrese de que su servidor no esté sobrecargado con procesos innecesarios. Elimine todos los protocolos de red, escáneres antivirus, servidores de correo y controladores de hardware no utilizados. Ejecutar PHP en modo de subprocesos múltiples también puede resultar en mejores tiempos de respuesta.
6. Otros servidores
Si su aplicación depende de servidores externos, un cuello de botella en el otro servidor puede ralentizarlo. No hay mucho que pueda hacer en tales escenarios, pero puede hacer modificaciones de su parte para mitigar las deficiencias en el otro extremo.
Más consejos para mejorar el rendimiento de PHP#
1. Aproveche OPcache
Dado que PHP se interpreta en código ejecutable de forma extemporánea, los programadores no tienen que hacer una pausa para compilar el código cada vez que realizan un pequeño cambio. Desafortunadamente, volver a compilar un código idéntico cada vez que se ejecuta en su sitio web ralentiza el rendimiento, razón por la cual el caché de código de operación u OPCache es muy útil.
OPcache es una extensión que guarda el código compilado en la memoria. Por lo tanto, la próxima vez que se ejecute el código, PHP verificará las marcas de tiempo y los tamaños de los archivos para determinar si el archivo fuente ha sido alterado. Si no es así, se ejecutará el código almacenado en caché.
La siguiente imagen muestra la diferencia en el tiempo de ejecución y el uso de la memoria entre una aplicación PHP que se ejecuta sin caché, OPcache y eAccelerator (otra herramienta de almacenamiento en caché de PHP).
2. Identificar retrasos en la base de datos
Como se discutió anteriormente, los problemas de rendimiento no siempre son causados por el código. La mayoría de los cuellos de botella ocurren cuando su aplicación debe acceder a los recursos. Dado que la capa de acceso a datos de una aplicación PHP puede representar hasta el 90 por ciento del tiempo de ejecución , uno de los primeros pasos que debe tomar es observar todas las instancias de acceso a la base de datos en su base de código.
Asegúrese de que los registros SQL lentos estén activados para ayudarlo a identificar y abordar las consultas SQL lentas, y luego consulte las consultas para evaluar su eficiencia. Si descubre que se están realizando demasiadas consultas, o si encuentra que las mismas consultas se realizan varias veces durante una sola ejecución, puede realizar ajustes que aumenten el rendimiento de su aplicación al reducir el tiempo de acceso a la base de datos.
3. Limpia tu sistema de archivos
Examine su sistema de archivos en busca de ineficiencias y asegúrese de que el sistema de archivos no se esté utilizando para el almacenamiento de sesiones. Lo que es más importante, esté atento al código que puede desencadenar una estadística de archivo como file_exists(), filesize()o filetime(). Dejar cualquiera de estas funciones en un bucle puede provocar problemas de rendimiento.
4. Controle cuidadosamente sus API
La mayoría de las aplicaciones web que dependen de recursos externos aprovechan las API remotas. Aunque las API remotas están fuera de su control, existen acciones que puede tomar para mitigar los problemas derivados del rendimiento de la API. Por ejemplo, puede almacenar en caché la salida de la API o realizar llamadas a la API en segundo plano . Establezca tiempos de espera razonables para las solicitudes de la API y, si es posible, prepárese para mostrar la salida sin una respuesta de la API.
5. Perfila tu PHP
Usar OPcache y administrar sus recursos externos debería ser suficiente para que la mayoría de las aplicaciones funcionen sin problemas; sin embargo, si encuentra que sus necesidades aumentan, podría ser el momento de perfilar su PHP. Un perfil de código PHP completo puede llevar mucho tiempo, pero puede proporcionarle información detallada sobre el rendimiento de su aplicación. Afortunadamente, hay un puñado de programas de código abierto para perfilar su código PHP, como Xdebug .
La importancia de monitorear el rendimiento de PHP#
Su aplicación web puede estar funcionando bien en un minuto, pero un aluvión repentino de tráfico puede hacer que su aplicación se bloquee si no está preparado. Por supuesto, hacer cambios siempre requiere tiempo, esfuerzo y dinero, y puede ser difícil saber si la inversión vale la pena. La mejor manera de tomar decisiones informadas es recopilar datos continuamente .
El software de monitoreo de rendimiento de PHP como New Relic , Logtail o PHP Server Monitor lo ayuda a medir de inmediato los efectos de cualquier cambio que realice. Por supuesto, saber qué medir es igualmente importante. La velocidad y el uso de la memoria se consideran los mejores indicadores de rendimiento porque afectan los tiempos de carga de la página, que son fundamentales para las aplicaciones web.
Si bien la recopilación de datos es importante, debe apagar su sistema de monitoreo cuando no lo necesite porque una afluencia de registros puede ralentizar las cosas. Por supuesto, dichos registros le brindan información valiosa sobre cómo mejorar el rendimiento, por lo que debe monitorear periódicamente durante los períodos de mayor tráfico.
El futuro del rendimiento de PHP
El futuro del rendimiento de PHP parece prometedor. Con cada nueva versión de PHP, el lenguaje continúa evolucionando y mejorando, haciéndolo más rápido, más eficiente y más seguro. La comunidad de desarrollo de PHP trabaja constantemente para optimizar el lenguaje y adaptarlo mejor a las necesidades modernas de desarrollo web.
En el futuro, podemos esperar ver mejoras continuas en el rendimiento, con un enfoque en hacer que PHP sea aún más rápido y eficiente. Esto podría lograrse mediante el uso de nuevas tecnologías, como la compilación Just-In-Time (JIT), y la implementación de nuevas características y optimizaciones. Además, es probable que la comunidad de desarrollo de PHP continúe enfocándose en mejorar la seguridad del lenguaje, para garantizar que las aplicaciones basadas en PHP permanezcan seguras y protegidas.
Al crear aplicaciones web, recuerde que lo que funciona hoy podría no funcionar el próximo año. Es posible que deba realizar ajustes para mantener un rendimiento constante de PHP. Centrarse en el panorama general durante todo el proceso de desarrollo es la mejor estrategia para crear aplicaciones PHP y sitios web que funcionen para las masas.