PHP APCu缓存使用与避坑

APCu

• 极简概括： PHP 的开源内存缓存扩展，类比Redis，但是一般都用Redis，所以APCu用的很少。
• 官方文档：https://www.php.net/manual/zh/apcu.configuration.php
• 解决问题：类比Redis做缓存组件，提升性能，同步数据使用。
• 适用场景：轻量级的缓存，适合写少读多的场景。缺少原子性、缺少多条指令无间隙执行，不建议高并发时写多读多，写多读少的场景下使用。
• 优点：
  • 比Redis快一百多倍。
  • 运维成本低：利用PHP扩展的方式实现，无需与缓存组件进行网络通信。
  • 简单易用：APCu 提供了简单而有效的接口，容易上手。
  • 跨文件跨进程：A文件set值，B文件get值，是可以获取到值的，若做不到和变量没区别。
• 缺点：
  • 不支持远程独立部署。
  • 类型没有Redis的多，适用场景仅限于缓存。
  • 数据无法做到常驻内存，重启或出故障，数据丢了就没了，没有像Redis的RDB或AOF持久化机制。
  • 无法保证多个操作的原子性。
  • 可能存在超卖的问题。
  • 获取确定已经存在的值可能会遇到false，获取结果不稳定。
• 注意：从PHP 8.0.0开始，不再支持apcu bc。

是否能像Redis+Lua一样保证多个操作原子性？

不能。
Redis是单线程的，意味着单位时间内只执行一个任务，Redis让并发过来的任务强制串行执行。有Lua的加持，保证多条指令无间隙执行。
APCu没有这个机制，让操作要么都成功，要么都失败，要实现这一步需要手动写逻辑。

高并发下会有超卖的一致性问题吗？

还好APCu有乐观锁机制，可以防止超卖问题。

但APCu 没有互斥的锁机制，互斥意味着并发过来的请求，通过独占该资源，让任务串行执行。

由于PHP+Nginx默认是多进程机制，（也可以调整为多线程，用得少）
假设一个场景：
获取到值，自增。进程P0获取到A的值为5的时候，想要自增到6，可能其它进程已经自增到8了。此时两步操作存在间隙，又没有机制对此数据加锁防止被其它进程更改，所以可能P0执行自增时会加到9，这是个概率问题，因此乐观锁的机制就显得非常重要。

安装

前提是安装好了PHP，默认在/usr/local/php下，并配置有/usr/local/php/bin目录的环境变量
cd /test
wget https://pecl.php.net/get/apcu-5.1.23.tgz
tar zxf apcu-5.1.23.tgz
phpize
./configure
make
make install

相关配置（php.ini）

使用

设置值，注意，缓存有值的情况下无法设置值，类比Redis的setnx，类型支持标量、数组、与对象，这一点非常好。
bool  apcu_add(key, val, ttl)；

获取缓存，获取不到返回false，并发情况下容易返回false
mixed apcu_fetch(key)；

乐观锁机制，在旧值的基础上添加新的值
bool apcu_cas(key, int_old, int_new):

清除所有缓存
bool apcu_clear_cache()

递减，参数2支持负数
int apcu_dec(key, 递减值, 函数返回结果赋值给变量, ttl秒)

从缓存中删除某个元素
bool|array apcu_delete(array|string key)

判断当前环境能否使用apcu
bool apcu_enabled()

若key不存在，则调用callback,并带有一个默认参数，即key的值
null apcu_entry(key, callback, ttl)

判断多个key或者单个key是否存在。当参数为array时，函数返回只存在的key组成的数组
bool|array apcu_exists(string|array key)

获取某个key的值，若参数1是数组，那么结果也是个数组，只会返回存在的key的值，若key有值参数2为true，否则反之。
bool|array apcu_fetch(array|string key, $var);

递增，参数2支持负数
int apcu_inc(key, 递增值, 函数返回结果赋值给变量, ttl秒)

将key的值存储缓存，类比Redis的set，若已存在，可直接替换，参数1也可以传输数组。
bool apcu_store(array|string key, val, ttl)

压测，对比连接Redis性能

只读（APCu）：
<?php

$start = microtime(true);
for($i = 0; $i < 10000; $i++) {
    $key = 'apcu'. $i;
    apcu_fetch($key);
}

echo microtime(true) - $start;


只读（Redis）：
<?php
$redis = new Redis();
$redis->connect('127.0.0.1', 6379);

$start = microtime(true);
for($i = 0; $i < 10000; $i++) {
    $key = 'redis' . $i;
    $redis->get($key);
}

echo microtime(true) - $start;


只写（APCu）：
<?php

$start = microtime(true);
for($i = 0; $i < 10000; $i++) {
    $key = 'apcu'. $i;
    apcu_add($key, $i);
}

echo microtime(true) - $start;


只写（Redis）：
<?php
$redis = new Redis();
$redis->connect('127.0.0.1', 6379);

$start = microtime(true);
for($i = 0; $i < 10000; $i++) {
    $key = 'redis' . $i;
    $redis->set($key, $i);
}

echo microtime(true) - $start;


读写，一次new Redis（APCu）：
<?php

$start = microtime(true);
for($i = 0; $i < 10000; $i++) {
    $key = 'apcu'. $i;
    apcu_add($key, $i);
    apcu_fetch($key);
}

echo microtime(true) - $start;


读写，一次new Redis（Redis）：
<?php
$redis = new Redis();
$redis->connect('127.0.0.1', 6379);

$start = microtime(true);
for($i = 0; $i < 10000; $i++) {
    $key = 'redis' . $i;
    $redis->set($key, $i);
    $redis->get($key);
}

echo microtime(true) - $start;


读写，多次new Redis（APCu）：
<?php

$start = microtime(true);
for($i = 0; $i < 10000; $i++) {
    $key = 'apcu'. $i;
    apcu_add($key, $i);
    apcu_fetch($key);
}

echo microtime(true) - $start;


读写，多次new Redis（Redis）：
<?php
$start = microtime(true);
for($i = 0; $i < 10000; $i++) {
	$redis = new Redis();
	$redis->connect('127.0.0.1', 6379);
    $key = 'redis' . $i;
    $redis->set($key, $i);
    $redis->get($key);
}

高并发下对APCu原子性测试

压测工具用ApiPOST，我认为比ab工具好用。
压测前，为了保证ApiPOST压测参数（压测轮次 * 并发数 结果积）的准确性，特地用Redis做了多次测试，发现参数是对的，并发数大了就不对（150以上），这意味着压测工具应该没问题，只是设备线程数不够。

<?php
$redis = new Redis();
$redis->connect('127.0.0.1', 6379);
$redis->decr('test_key');

多条APCu语句执行能才能测试更能充分原子性，并发100，测试10轮次，也就是1000次请求，但是多次压测下来，结果不对。apcu_fetch获取值动不动就是false，导致结果重新赋值为10000（在不存在的情况下赋初始值），有并发问题，但不是因为并发引起的，而是因为apcu_fetch函数的问题，获取不到值返回false。

<?php
$key = 'test_key';

$res = apcu_fetch($key);
if($res === false) {
    apcu_add($key, 10000);
} else {
    apcu_delete($key);
    apcu_add($key, $res - 1);
}

echo apcu_fetch($key);

热门相关：女仆的安慰食物   危险的叔叔   可怜天下父母心1994粤语   九品太岁粤语   家族荣耀之继承者粤