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phpy:连接 PHP 与 Python 生态

本文讲述了phpy:连接 PHP 与python生态!具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随六星小编过来看看吧,具体如下:

attachments-2023-12-uuGahgSX6577f768a3032.jpg本文讲述了phpy:连接 PHP 与python生态!具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随六星小编过来看看吧,具体如下:

上周我们发布了 phpy 项目的第一个版本,收到了大量 PHP 开发者的关注,许多开发者向我们提交问题、意见和建议、Issues 和 Pull Request。

经过一周的优化和修改完善,phpy 又得到了一些突破性进展。本文将详细解答大家广泛关注的问题,以及介绍第二个版本的变化:

运行原理

在进程内同时创建了 ZendVM 和 CPython VM,直接在进程堆栈空间内使用 C 函数 互相调用, 开销只有 zval <-> PyObject 结构体转换,因此性能是非常高的。


phpy 基于 PHP 官方的 ZendAPI 和 Python 官方的 Py C API 实现,没有其他外部的 C 库依赖。因此是可以实现跨平台的,Linux、Windows、macOS 均可使用。


在 PHP-FPM 下使用

第一个版本中我们不建议在 PHP-FPM 环境下使用。在后续的测试发现在 PHP-FPM 环境下 import Python 包,仅第一次消耗比较多的时间,第二次直接使用了 Python sys.modules 中缓存的包,因此 phpy 是完全可以用于 PHP-FPM 或 Apache 等短生命周期环境下的。


甚至我们可以使用 phpy 使得一些对象在 PHP-FPM 下也能常驻内存。


$app = PyCore::import('app.user');

$storage = $app->storage;

if (!isset($storage['data'])) {

    $storage['data'] = uniqid();

    var_dump("no cache");

    $o = new stdClass();

    $o->hello = uniqid();

    $storage['obj'] = $o;

} else {

    var_dump("cached");

    var_dump(strval($storage['data']));

    var_dump($storage['obj']);

}

上面的代码将一个 Python 字典持久化了,在 PHP-FPM 下可以实现内存复用。


phpy 底层设置了内存安全边界,若 Python 中持久化了 PHP 对象,在请求结束后依然会销毁,并且将值设置为 NULL,不必担心出现内存错误

性能测试

压测脚本中创建了一个 PyDict ,分别读写 PHP 代码和 Python 代码执行 1000万次。


PHP 版本:PHP 8.2.3 (cli) (built: Mar 17 2023 15:06:57) (NTS)


Python 版本:Python 3.11.5


操作系统:Ubuntu 20.04


GCC 版本:gcc version 9.4.0 (Ubuntu 9.4.0-1ubuntu1~20.04.2)


请注意此测试需要构造一个 1000 万元素的 HashTable,需要至少 2G 以上内存空间才可以运行

测试代码请参考 压力测试

结果对比

(base) htf@swoole-12:~/workspace/python-php/docs/benchmark$ php dict.php 

dict set: 4.663758 seconds

dict get: 3.980076 seconds

(base) htf@swoole-12:~/workspace/python-php/docs/benchmark$ php array.php 

array set: 1.578963 seconds

array get: 0.831129 seconds

(base) htf@swoole-12:~/workspace/python-php/docs/benchmark$ python dict.py 

dict set: 5.321664 seconds

dict get: 4.969081 seconds

(base) htf@swoole-12:~/workspace/python-php/docs/benchmark$

以 Python 测试为基准:


脚本名称SetGet

dict.php114%125%

array.php337%599%

phpy 以 PHP 代码写入 PyDict 的性能比原生 Python 高 14%,读取性能高 25%


PHP 写入 PHP Array 的性能比 Python 写入 Dict 高 237%,读取高出了近 500%


异常捕获

最新版本支持了 Python 和 PHP 异常的融合,可以在 PHP 代码中捕获 Python 运行过程中触发的异常。


try {

    PyCore::import('not_exists');

} catch (PyError $e) {

    PyCore::print($e->error);

    PyCore::print($e->type);

    PyCore::print($e->value);

    PyCore::print($e->traceback);

}

底层会自动将 $e->value 的字符串值设置为异常消息,可使用 $e->getMessage() 获取

PyError 未设置 $e->code 错误码,请勿使用

IDE 自动提示

phpy 提供了一个自动生成工具,可以生成 IDE 自动提示文件。使用方法:

cd phpy/tools

php gen-lib.php [Python 包名称]

例如 matplotlib.pyplot :

直接导入:PyCore::import('matplotlib.pyplot')

生成提示文件:php tools/gen-lib.php matplotlib.pyplot

也可以配置 tools/gen-all-lib.php 批量生成多个包的提示文件。

安装依赖

composer require swoole/phpy

使用 IDE 提示

require dirname(__DIR__, 2) . '/vendor/autoload.php';

$plt = python\matplotlib\pyplot::import();

$x = new PyList([1, 2, 3, 4]);

$y = new PyList([30, 20, 50, 60]);

$plt->plot($x, $y);

$plt->show();

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编译参数

第一个版本中我们使用了硬编码的 Python 开发目录,新版本可以使用编译参数来指定,并且底层还会自动识别 Python 版本。

现在 phpy 最低支持 Python 3.8 和 PHP 8.1,另外我们增加了一个 Dockerfile 可以参考此文件来构建 phpy 的环境。

--with-python-dir

指定 Python 的安装路径,例如 /usr/bin/python 应该设置为 --with-python-dir=/usr。

若使用 conda 安装 Python,应设置为 /opt/anaconda3

--with-python-version

指定 Python 的版本,例如 3.10、3.11、3.12,默认将使用 $python-dir/bin/python -V 来获取版本。

动态链接库问题

导入库时发生动态链接库错误,原因可能是 LD 路径错误导致,可设置环境变量指定 Python C 模块 动态库路径。

export LD_LIBRARY_PATH=/opt/anaconda3/lib

php plot.php

这种方式仅对当前的 bash 会话有效,不会影响全局,更加安全。不要直接修改 /etc/ld.so.conf.d/*.conf 增加 /opt/anaconda3/lib,这可能会导致 libc 库冲突,可能会影响操作系统其他程序的正常运行。

支持全部 Python 内置方法

在第一个版本中,我们使用了 C 代码实现了一部分内置函数,第二个版本中我们直接设置了 PyCore::__callStatic() 魔术方法,对于 PyCore 静态方法调用会自动调用 Python 的 builtins 模块对应的方法。支持了全部 Python 内置方法。

可参考 Built-in Functions 了解更多内置方法的使用

甚至我们可以使用 eval 和 exec 在 PHP 中执行 Python 代码。

$pycode = <<<PYCODE

square = {

    f'{prefix}{i}': i**2 for i in range(n)

}

PYCODE;


$globals = new PyDict([

    'n' => 10,

    'prefix' => 'square_',

]);


PyCore::exec($pycode, $globals);

$this->assertEquals(64, $globals['square']['square_8']);

$this->assertEquals(16, $globals['square']['square_4']);

迭代器支持

现在可以使用迭代器来遍历 Python 对象,可以完美支持 Python 的 yield 生成器语法。

$iter = PyCore::iter($uname);

$this->assertTrue($iter instanceof PyIter);

$list = [];

while ($next = PyCore::next($iter)) {

    $list[] = PyCore::scalar($next);

}

PHP 单元测试

phpy 项目拥有完整的单测覆盖来保证稳定性,安装成功后可使用 composer test 或者 phpunit脚本进行测试。

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Python 单元测试

phpy使用了pytest工具编写了Python调用PHP API的用例。可使用 pytest -v tests/ 来测试模块可用性。

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更多例子

Numpy 科学计算

$np = PyCore::import('numpy');

$rs = $np->floor($np->random->random([3, 4])->__mul__(10));

PyCore::print($rs);

attachments-2023-12-X0QOQ9Dz6577f6dedf16f.png

matplotlib.pyplot 数学绘图

$plt = PyCore::import('matplotlib.pyplot');


$x = new PyList([1, 2, 3, 4]);

$y = new PyList([30, 20, 50, 60]);

$plt->plot($x, $y);

$plt->show();

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  • 发表于 2023-12-12 14:03
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  • 分类:Python开发

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王昭君
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