PHP Serverless部署指南：使用Bref或Lambda Runtime实现冷启动优化 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

PHP Serverless 部署指南：使用 Bref 或 Lambda Runtime 实现冷启动优化

大家好，今天我们来聊聊 PHP Serverless 部署，重点是如何使用 Bref 或 Lambda Runtime 来优化冷启动。PHP 在 Serverless 环境下并非天然的优势，尤其是在冷启动方面，相较于 Node.js 或 Go 等语言，PHP 有一定的劣势。但通过合理的工具和技巧，我们可以显著改善 PHP Serverless 应用的性能。

1. Serverless 架构和 PHP 的挑战

首先，我们简单回顾一下 Serverless 架构。Serverless 并非指没有服务器，而是指开发者无需关心服务器的运维，只需专注于业务代码的编写。Serverless 函数（如 AWS Lambda 函数）按需执行，按执行时间计费，这带来了成本效益和可伸缩性。

PHP 在 Serverless 环境下的挑战主要集中在以下几点：

冷启动： Serverless 函数首次执行或长时间未执行时，需要初始化运行环境，这个过程称为冷启动。PHP 的启动速度相对较慢，导致冷启动时间较长。
运行时环境： PHP 需要一个运行时环境才能执行，例如 PHP-FPM 或 Swoole。在 Serverless 环境下，我们需要考虑如何高效地部署和管理这些运行时环境。
依赖管理： PHP 应用通常依赖大量的第三方库。在 Serverless 环境下，我们需要确保这些依赖能够快速加载，不会增加冷启动时间。

2. Bref：PHP Serverless 的利器

Bref 是一个专门为 PHP Serverless 设计的工具，它简化了 PHP 应用在 AWS Lambda 上的部署和管理。Bref 提供了以下核心功能：

预构建的 Lambda Layers： Bref 提供了预构建的 Lambda Layers，包含了 PHP 运行时、常用的扩展和工具。这避免了我们手动构建和上传 Lambda Layers 的繁琐过程。
函数配置： Bref 允许我们通过配置文件定义 Lambda 函数的配置，例如内存、超时时间等。
事件驱动： Bref 支持各种事件源，例如 HTTP 请求、队列消息、定时任务等。
框架集成： Bref 与常见的 PHP 框架（例如 Laravel、Symfony）集成了良好，方便我们快速部署现有的 PHP 应用。

2.1 使用 Bref 部署一个简单的 PHP 函数

首先，我们需要安装 Bref CLI：

composer require bref/bref

然后，创建一个简单的 PHP 函数 index.php：

<?php

require __DIR__ . '/vendor/autoload.php';

use BrefRuntimeLambdaRuntime;
use BrefContextContext;

$runtime = new LambdaRuntime();

$runtime->process(function ($event, Context $context) {
    return [
        'statusCode' => 200,
        'headers' => ['Content-Type' => 'application/json'],
        'body' => json_encode([
            'message' => 'Hello, Serverless PHP!',
            'event' => $event,
        ]),
    ];
});

这个函数接收一个事件，并返回一个包含 "Hello, Serverless PHP!" 信息的 JSON 响应。

接下来，创建一个 serverless.yml 文件，配置 Lambda 函数：

service: my-php-app

provider:
  name: aws
  runtime: provided.al2
  region: us-east-1  # 根据你的区域修改
  lambdaHashingVersion: 20201221

plugins:
  - ./vendor/bref/bref

functions:
  api:
    handler: index.php
    layers:
      - ${bref:layer.php-81} # 使用 PHP 8.1
    events:
      - http:
          path: /
          method: GET

这个配置文件指定了函数的处理程序是 index.php，并使用了 Bref 提供的 PHP 8.1 Lambda Layer。它还定义了一个 HTTP 事件，将 GET 请求映射到 / 路径。

最后，运行以下命令部署函数：

serverless deploy

Serverless Framework 会自动将代码打包、上传到 AWS Lambda，并创建 API Gateway 触发器。

2.2 Bref 的冷启动优化

Bref 通过以下方式优化冷启动：

优化的 Lambda Layers： Bref 的 Lambda Layers 经过精心优化，包含了必要的运行时和扩展，避免了不必要的依赖。
Composer 优化： Bref 建议使用 Composer 的 --optimize-autoloader 选项，生成优化的自动加载器，减少文件查找时间。
预热： 虽然不是 Bref 本身的功能，但可以通过 CloudWatch Events 定期触发 Lambda 函数，保持函数的活跃状态，减少冷启动的概率。

3. 使用 Lambda Runtime 直接部署 PHP

除了 Bref，我们还可以直接使用 Lambda Runtime 来部署 PHP 应用。这种方式更加灵活，但需要更多的手动配置。

3.1 创建自定义 Lambda Runtime

首先，我们需要创建一个自定义 Lambda Runtime。Runtime 是一个可执行文件，负责启动 PHP 解释器并执行代码。

创建一个名为 bootstrap 的文件，内容如下：

#!/bin/sh

# 设置 PHP 可执行文件路径
PHP_EXECUTABLE=/opt/bin/php

# 设置 PHP 启动脚本
PHP_SCRIPT=index.php

# 循环监听 Lambda 事件
while true
do
  # 获取 Lambda 事件
  EVENT_DATA=$(curl -sS -H "Lambda-Runtime-Aws-Request-Id: $AWS_LAMBDA_REQUEST_ID" 
                     -H "Lambda-Runtime-Deadline-Ms: $AWS_LAMBDA_DEADLINE_MS" 
                     -H "Lambda-Runtime-Invoked-Function-Arn: $AWS_LAMBDA_INVOKED_FUNCTION_ARN" 
                     -H "Lambda-Runtime-Trace-Id: $AWS_LAMBDA_TRACE_ID" 
                     "http://${AWS_LAMBDA_RUNTIME_API}/2018-08-15/invocation/next")

  # 执行 PHP 脚本
  RESPONSE=$($PHP_EXECUTABLE $PHP_SCRIPT <<< "$EVENT_DATA")

  # 发送响应
  curl -sS -X POST "http://${AWS_LAMBDA_RUNTIME_API}/2018-08-15/invocation/$AWS_LAMBDA_REQUEST_ID/response" 
       -d "$RESPONSE"

  # 处理错误
  ERROR_DATA=$(echo "$RESPONSE" | jq -r '.error')
  if [ ! -z "$ERROR_DATA" ]; then
    curl -sS -X POST "http://${AWS_LAMBDA_RUNTIME_API}/2018-08-15/invocation/$AWS_LAMBDA_REQUEST_ID/error" 
         -H "Content-Type: application/json" 
         -d "$ERROR_DATA"
  fi
done

这个脚本循环监听 Lambda 事件，并将事件数据传递给 index.php 脚本执行，然后将脚本的输出作为响应返回。

注意：

你需要确保 PHP_EXECUTABLE 指向 PHP 可执行文件的正确路径。
你需要确保 index.php 脚本存在。
这个脚本需要安装 jq 工具来解析 JSON 错误信息。

3.2 部署 PHP 函数

创建一个名为 index.php 的文件，内容如下：

<?php

// 获取事件数据
$event = json_decode(file_get_contents('php://input'), true);

// 处理事件
$response = [
    'statusCode' => 200,
    'headers' => ['Content-Type' => 'application/json'],
    'body' => json_encode([
        'message' => 'Hello, Lambda Runtime!',
        'event' => $event,
    ]),
];

// 输出响应
echo json_encode($response);

这个脚本接收 JSON 事件数据，并返回一个包含 "Hello, Lambda Runtime!" 信息的 JSON 响应。

然后，创建一个 ZIP 文件，包含 bootstrap 和 index.php 文件：

zip deployment.zip bootstrap index.php

最后，创建一个 Lambda 函数，并上传 deployment.zip 文件作为代码。在配置 Lambda 函数时，需要指定 Runtime 为 provided，并将 Handler 设置为 bootstrap。

3.3 Lambda Runtime 的冷启动优化

使用 Lambda Runtime 直接部署 PHP 应用的冷启动优化方法与 Bref 类似：

精简依赖： 尽量减少 PHP 应用的依赖，避免不必要的库和扩展。
优化代码： 优化 PHP 代码，减少执行时间。
预热： 使用 CloudWatch Events 定期触发 Lambda 函数，保持函数的活跃状态。

3.4 优化案例：使用 OpCache 预编译

OpCache 是 PHP 的一个扩展，可以将 PHP 脚本编译成字节码，并将其存储在共享内存中。这可以显著提高 PHP 脚本的执行速度，尤其是在冷启动时。

要在 Lambda Runtime 中使用 OpCache，需要在 php.ini 文件中启用 OpCache，并设置合适的配置。

创建一个名为 php.ini 的文件，内容如下：

zend_extension=opcache.so
opcache.enable=1
opcache.enable_cli=1
opcache.memory_consumption=128
opcache.interned_strings_buffer=8
opcache.max_accelerated_files=4000
opcache.revalidate_freq=2
opcache.fast_shutdown=1

然后，将 php.ini 文件添加到 ZIP 文件中：

zip deployment.zip bootstrap index.php php.ini

在 bootstrap 脚本中，需要指定 PHP 使用 php.ini 文件：

PHP_EXECUTABLE=/opt/bin/php -c /var/task/php.ini

通过启用 OpCache，可以显著减少 PHP 脚本的编译时间，从而优化冷启动。

4. 对比 Bref 和 Lambda Runtime

特性	Bref	Lambda Runtime
易用性	简单易用，提供了预构建的 Lambda Layers	复杂，需要手动配置 Runtime
灵活性	较低，主要适用于常见的 PHP 应用	较高，可以自定义 Runtime，满足各种需求
冷启动优化	通过优化的 Lambda Layers 和 Composer 优化	需要手动优化，例如启用 OpCache
框架集成	与 Laravel、Symfony 等框架集成良好	需要手动集成框架
适用场景	快速部署和管理常见的 PHP 应用	需要高度定制和优化的 PHP 应用

总的来说，Bref 适合快速部署和管理常见的 PHP 应用，而 Lambda Runtime 适合需要高度定制和优化的 PHP 应用。

5. 其他优化技巧

除了使用 Bref 或 Lambda Runtime，还有一些其他的技巧可以优化 PHP Serverless 应用的冷启动：

减少依赖： 尽量减少 PHP 应用的依赖，避免不必要的库和扩展。
优化代码： 优化 PHP 代码，减少执行时间。
使用缓存： 使用缓存来存储频繁访问的数据，减少数据库查询次数。
使用 CDN： 使用 CDN 来缓存静态资源，提高访问速度。
预热： 使用 CloudWatch Events 定期触发 Lambda 函数，保持函数的活跃状态。
选择合适的内存： 为 Lambda 函数分配足够的内存，避免内存不足导致的性能问题。

6. 案例分析：优化 Laravel 应用的冷启动

Laravel 是一个流行的 PHP 框架。在 Serverless 环境下，Laravel 应用的冷启动时间可能较长。

以下是一些优化 Laravel 应用冷启动的技巧：

使用 Bref 部署 Laravel 应用： Bref 提供了对 Laravel 的支持，可以简化 Laravel 应用的部署和管理。
优化 Composer 依赖： 使用 Composer 的 --optimize-autoloader 选项，生成优化的自动加载器。
使用缓存： 使用 Laravel 的缓存机制来存储频繁访问的数据，例如配置、路由等。
预编译 Blade 模板： 使用 php artisan view:cache 命令预编译 Blade 模板，减少模板编译时间。
使用 Octane： Octane 是 Laravel 的一个扩展，可以将 Laravel 应用运行在 Swoole 或 RoadRunner 等高性能服务器上。这可以显著提高 Laravel 应用的性能，并减少冷启动时间。
使用 Vapor： Laravel Vapor 是 Laravel 官方提供的 Serverless 部署平台，可以自动优化 Laravel 应用的性能。

7. 总结：选择合适的工具和策略

PHP Serverless 部署并非难事，关键在于选择合适的工具和策略。Bref 提供了一种简单易用的方式来部署和管理 PHP Serverless 应用，而 Lambda Runtime 则提供了更高的灵活性和定制性。通过合理的优化技巧，我们可以显著改善 PHP Serverless 应用的性能，并充分发挥 Serverless 架构的优势。

优化思路：选择合适的策略

PHP Serverless 部署，选择Bref还是Lambda Runtime，需要根据实际情况进行选择。选择合适的工具和策略，才能最大化优化性能。

持续优化：代码之外的努力

冷启动优化是一个持续的过程，需要不断地测试和调整。通过监控 Lambda 函数的性能指标，我们可以找到瓶颈并进行优化。代码优化之外，持续的性能测试，是优化冷启动不可或缺的环节。