介 紹
PHP是網路上最流行的程式語言之一，許多被廣泛使用的內容管理系統都使用它開發，如WordPress和Drupal，併為現代伺服器端框架（如Laravel和Symfony）提供核心程式碼。
儘管PHP很受歡迎，但是其緩慢和難以維護也是眾所周知的。近幾年這兩個毛病已經沒有那麼嚴重了，但是高效能的PHP應用程式依然會需要兩個功能：OPcache和PHP FastCGI程式管理器（PHP-FPM）。
在本文中，你將瞭解到在Kubernetes上如何使用自定義OPcache和PHP-FPM配置部署一個PHP應用程式以提高其效能。你將使用Rancher來部署一個PHP應用程式，該應用程式使用自定義環境變數來動態配置OPcache和PHP-FPM。我們將展示如何在你的Docker映象中構建PHP-FPM配置選項並在容器中使用環境變數調整它們。
在PHP中的效能
首先，瞭解PHP應用程式中如何處理網路請求將對本文接下來的內容很有幫助。
PHP通常執行在web伺服器旁邊，處理請求並將它們傳送到PHP應用程式中。你可以使用PHP-FPM或mod_PHP來執行你的應用程式，但在本文中我們將使用PHP-FPM，因為其效能優勢並且NGINX是最常與PHP-FPM一起使用的web伺服器。
OPcache介紹
OPcache通過在首次呼叫指令碼時將指令碼儲存在記憶體中來加速PHP應用程式。進而，隨後的請求將從記憶體而不是檔案系統載入，這可以使你的速度提高74%。
OPcache提供了一些設定，你可以調整這些設定來提高應用程式的效能和可靠性。在本篇教程中，你將瞭解到如何設定一個PHP Docker映象，該映象可以調整OPcache的記憶體限制、快取檔案數量以及重新驗證快取頻率。
PHP-FPM介紹
PHP-FPM（FastCGI程式管理器）會啟動一個或多個程式以執行你的PHP應用程式。與mod_PHP（將PHP捆綁為Apache模組）不同，PHP-FPM使你可以精確控制伺服器（或容器）執行的程式數量，以及它們應該如何啟動和停止。
找到一個理想的PHP-FPM配置高度依賴於你的應用程式以及它所服務的請求數量和容器中的記憶體和CPU限制。我推薦你閱讀Hayden James關於這個主題的文章（連結已放在文末）並且在負載測試環境下測試幾種不同的配置。
在K8S上部署一個PHP應用程式
前期準備
在你進行本篇教程之前，你需要做好以下準備：
-
在你本地機器上安裝好的Docker
-
Docker Hub或其他Docker映象倉庫上的賬號
-
Rancher部署（如果你還沒部署，可以按照Quick start進行）
在本教程中使用的所有程式碼都可以在Github中獲取，或者你可以按照以下步驟從頭開始構建應用程式。
PHP應用程式
你將要使用的應用程式是一個顯示當前日期的PHP檔案。建立一個新檔案並將其命名為index.php：
<?php
echo 'The current date is ' . date('F jS, Y');
建立Dockerfile和配置檔案
在Docker Hub上，你可以獲得很多PHP Docker映象，但它們都沒有提供使用環境變數來修改OPcache或PHP-FPM配置的簡便方法。使用環境變數的優勢在於，您無需每次要調整PHP-FPM或OPcache設定時都需要重建PHP映像。這可以讓你快速調整你的應用程式以提升效能。
首先，建立一個名為opcache.ini的新檔案。你將複製該檔案到PHP映象中並在Dockerfile中為每個環境變數新增預設值。
# See https://www.php.net/manual/en/opcache.configuration.php for all available configuration options.
[opcache]
opcache.enable=${PHP_OPCACHE_ENABLE}
opcache.memory_consumption=${PHP_OPCACHE_MEMORY_CONSUMPTION}
opcache.max_accelerated_files=${PHP_OPCACHE_MAX_ACCELERATED_FILES}
opcache.revalidate_freq=${PHP_OPCACHE_REVALIDATE_FREQUENCY}
opcache.validate_timestamps=${PHP_OPCACHE_VALIDATE_TIMESTAMPS}
接下來，建立另一個名為www.conf的新檔案。該檔案將儲存PHP-FPM配置選項，你可以通過環境變數對其進行更新：
; See https://www.php.net/manual/en/install.fpm.configuration.php for all available configuration options
; Required user, group, and port options
[www]
user = www-data
group = www-data
listen = 127.0.0.1:9000
; Process manager options
pm = ${PHP_FPM_PM}
pm.max_children = ${PHP_FPM_MAX_CHILDREN}
pm.start_servers = ${PHP_FPM_START_SERVERS}
pm.min_spare_servers = ${PHP_FPM_MIN_SPARE_SERVERS}
pm.max_spare_servers = ${PHP_FPM_MAX_SPARE_SERVERS}
pm.max_requests = ${PHP_FPM_MAX_REQUESTS}
你需要複製這些檔案到你的Docker映象中並且設定預設的環境變數值，因此請在專案的根目錄中建立一個新的Dockerfile。新增以下步驟：
FROM php:7.4-fpm
# OPcache defaults
ENV PHP_OPCACHE_ENABLE="1"
ENV PHP_OPCACHE_MEMORY_CONSUMPTION="128"
ENV PHP_OPCACHE_MAX_ACCELERATED_FILES="10000"
ENV PHP_OPCACHE_REVALIDATE_FREQUENCY="0"
ENV PHP_OPCACHE_VALIDATE_TIMESTAMPS="0"
# Install opcache and add the configuration file
RUN docker-php-ext-install opcache
ADD opcache.ini "$PHP_INI_DIR/conf.d/opcache.ini"
# PHP-FPM defaults
ENV PHP_FPM_PM="dynamic"
ENV PHP_FPM_MAX_CHILDREN="5"
ENV PHP_FPM_START_SERVERS="2"
ENV PHP_FPM_MIN_SPARE_SERVERS="1"
ENV PHP_FPM_MAX_SPARE_SERVERS="2"
ENV PHP_FPM_MAX_REQUESTS="1000"
# Copy the PHP-FPM configuration file
COPY ./www.conf /usr/local/etc/php-fpm.d/www.conf
# Copy the PHP application file
COPY ./index.php /var/www/public/index.php
RUN chown -R www-data:www-data /var/www/public
Dockerfile將OPCache配置、PHP-FPM配置以及PHP應用程式檔案複製到映象中，並確保包含PHP程式碼的var/www/public目錄為PHP-FPM使用者所有。ENV 宣告設定了預設的PHP_OPCACHE_...和PHP_FPM_...環境變數，但你可以在執行這個映象時隨時覆蓋它們。這將使實際部署中的效能調整變得更加容易。
構建並推送到DockerHub
至此，你的專案中已經有了一個單檔案PHP應用程式、一個OPcache配置檔案、一個PHP-FPM配置檔案和一個Dockerfile。你現在可以構建你的Docker映象：
docker build -t <YOUR_USERNAME>/php-fpm .
接下來，將映象推送到Docker Hub：
docker push <YOUR_USERNAME>/php-fpm
部署一個PHP-FPM工作負載
既然你的自定義PHP-FPM映象在Docker Hub上已經可以獲取，你可以將其作為工作負載的一部分部署在Kubernetes叢集上。使用Rancher UI，建立一個新的deployment，將其命名為php-fpm，並使用<YOUR_USERNAME>/php-fpm作為Docker映象。你可以修改以上Dockerfile中使用的任何PHP_OPCACHE _...和PHP_FPM _...環境變數。
在設定Nginx工作負載以服務於PHP-FPM deployment之前，請檢查你的PHP-FPM和OPcache設定是否已正確新增到容器中。在Rancher UI中，單擊PHP deployment旁邊的三個點，然後單擊“ Execute Shell”：
要檢查OPcache模組是否已啟用，請鍵入php-fpm -i。這將輸出整個PHP .ini配置。瀏覽一下OPcache上的部分，你應該會看到類似以下內容（更改的任何值都會反映出來）：
...
opcache.blacklist_filename => no value => no value
opcache.consistency_checks => 0 => 0
opcache.dups_fix => Off => Off
opcache.enable => On => On
opcache.enable_cli => Off => Off
opcache.enable_file_override => Off => Off
opcache.error_log => no value => no value
opcache.file_cache => no value => no value
opcache.file_cache_consistency_checks => 1 => 1
opcache.file_cache_only => 0 => 0
opcache.file_update_protection => 2 => 2
opcache.force_restart_timeout => 180 => 180
opcache.huge_code_pages => Off => Off
opcache.interned_strings_buffer => 8 => 8
opcache.lockfile_path => /tmp => /tmp
opcache.log_verbosity_level => 1 => 1
opcache.max_accelerated_files => 10000 => 10000
opcache.max_file_size => 0 => 0
opcache.max_wasted_percentage => 5 => 5
opcache.memory_consumption => 256 => 256
opcache.opt_debug_level => 0 => 0
opcache.optimization_level => 0x7FFEBFFF => 0x7FFEBFFF
opcache.preferred_memory_model => no value => no value
opcache.preload => no value => no value
opcache.preload_user => no value => no value
opcache.protect_memory => 0 => 0
opcache.restrict_api => no value => no value
opcache.revalidate_freq => 0 => 0
opcache.revalidate_path => Off => Off
opcache.save_comments => 1 => 1
opcache.use_cwd => On => On
opcache.validate_permission => Off => Off
opcache.validate_root => Off => Off
opcache.validate_timestamps => Off => Off
...
每當你重新部署PHP-FPM工作負載時，PHP-FPM都會重新啟動並重置OPcache，因此，當你在Kubernetes上執行PHP-FPM時，你通常不必擔心重置OPcache。如果確實要手動重新整理快取，最簡單的方法是從Rancher UI重新部署工作負載。
為了確保PHP-FPM配置更改可以生效，請在shell中鍵入php-fpm -tt。你應該看到所有PHP-FPM選項的列表，包括程式管理器更新的部分（該管理器新增到www.conf檔案並使用環境變數進行設定）：
NOTICE: pm = dynamic
NOTICE: pm.max_children = 10
NOTICE: pm.start_servers = 2
NOTICE: pm.min_spare_servers = 1
NOTICE: pm.max_spare_servers = 2
NOTICE: pm.process_idle_timeout = 10
NOTICE: pm.max_requests = 1000
部署Nginx工作負載
現在，你有一個PHP-FPM工作負載，但是沒有Web伺服器可以訪問它。你可以使用許多NGINX Docker映象來為你的PHP應用程式提供服務，但是我通常使用這個NGINX映象（https://www.shiphp.com/blog/2018/nginx-php-fpm-with-env ），它允許你通過使用環境變數將一個映象用於任意數量的PHP-FPM工作負載。
在Rancher UI中建立新的工作負載，該負載與PHP-FPM工作負載在相同的叢集上。將其命名為nginx，使用Docker映象shiphp / nginx-env，將容器上的埠80對映到叢集上的開放埠，並新增環境變數NGINX_HOST = php-fpm：
如果你把PHP-FPM工作負載命名為php-fpm以外的名字，或者你想為第二個工作負載提供服務，你可以使用NGINX_HOST環境變數來連線它，這也允許你在同一個叢集上執行多個PHP-FPM和Nginx工作負載。這也允許你在同一個叢集上執行多個PHP-FPM和Nginx工作負載。
一旦你的Nginx工作負載可用，點選它所在的埠連結，開啟Web應用程式。你應該看到你的PHP指令碼生成的當前日期。
結 論
現在，你已經將PHP-FPM工作負載部署到了Kubernetes叢集中，你可以開始真正的效能調優工作了。幸運的是，現在更新 PHP-FPM 和 OPcache設定就像更改環境變數和重新部署 Workload 一樣簡單。這將允許你嘗試新的設定，並比重新構建映象更快獲得反饋。
從Web應用程式中獲得最佳效能是一個反覆的過程，但希望本教程中的Kubernetes部署能幫助你構建更高效能的PHP應用程式。
參考連結：
PHP效能提升：
https://gbksoft.com/blog/php-5-vs-php-7-performance-comparison/PHP-FPM效能優勢：
https://www.cloudways.com/blog/php-fpm-on-cloud/NGINX
http://nginx.org/en/OPcache配置設定：
https://www.php.net/manual/en/opcache.configuration.php提升效能以及你的OPcache應用程式可靠性：
https://tideways.com/profiler/blog/fine-tune-your-opcache-configuration-to-avoid-caching-suprisesHayden James的PHP-FPM調整文章：
https://haydenjames.io/php-fpm-tuning-using-pm-static-max-performance/PHP-FPM配置測試：
https://speakerdeck.com/erictendian/performance-testing-and-optimization-with-laravel-and-lumen