PerlよりPHPの方が軽くて速いは本当？

川合孝典(2002/3/12)

元々メーリングリストにも流してWikiで公開していたものなんですが、Wikiのサイトが停止したこともあり、こちらに移植して編集しました。バージョンが多少古い目のものが多くなっていますが、このベンチを行ったときには、それほど古くないバージョンだったはずなんですけどねぇ。

結論から先にいましょう。私としてはPHPは立ち上がりは速いけどPerlだって負けてないし、処理そのものはPerlのほうが速いよんということだと思っています。ついでに憎まれ口を叩くと「PHPが比較している相手はPerl4なのでは？」と思っています。「CGIとPerlはきちんと区別してね」とか。「JavaはPerlよりも比較にならないほど速い？」の計算問題のあたりも合わせてご覧ください。あわせてPerl/DBIの次のステップをご覧いただくと参考になるかもしれません。

私としては"○○はCGIよりも速い。だからPerlよりも速い"っていう無茶苦茶なことでもなければあまり気にしません。（今だに結構あるんですよね。Perl=CGIだと書いちゃうような人が。 Perl/CGIって書いて比較していたと思ったら、一番最後にはPerlって書いちゃうようなケースとか。 ex. http://www.atmarkit.co.jp/flinux/php4/php4_1/php1.html )

できればPHPがPerlよりも（もちろんCGIじゃなくてですよ）という根拠になるような資料、PHPが得意な人による比較というものも見たいので、どなたかご存知でしたら教えてください。

そもそものはじまり

PHPといえば日本PHPユーザー会（http://www.php.gr.jp）のトップページにもある通り、

通常のCGIとして使用できますが、PHPモジュールをApacheサーバーに組み込むことにより、 Perl/CGIと比較して処理速度の高速化、サーバー負荷の低減が可能です。

とPerlよりも速いというケースが多いようです。CGIってついてるけど、ことさらにPerlって書いてるぐらいだから、mod_perlよりも速いように思っていました。こんなこと書くくらいだからぶっちぎりで速いんだろうなぁなんて思ってんです。本家dbi-usersでもちょいと話題になったときでもPHPにはスピードで負けてもみたいな空気があったように感じていたので。

ところが、今回仕事の関係でPHPを調査する機会があってベンチマークをとってみたのですが、私としては手放しで PHPは速いとは思えませんでした。そりゃCGIのPerlと比較したら無条件に速いといえるでしょうけど、 mod_phpの相手は当然mod_perlでしょ？pconnectするんならApache::DBIを使うでしょ？

通常の接続であればPgを利用したプログラムとほぼ同等でしたし、持続的接続を使っている場合であってもレコード数が多ければ、適切にDBIを利用したスクリプトが追い抜いてしまいます。 Perl/DBIのほうが汎用的なインターフェースなのに。（class.DBIやPEAR.DBはさらに遅かったので対象外ですね）

もちろんこういったベンチマークでは適切な環境で適切なスクリプトを使わなければ正しい値は期待できないと思います。私の場合、当然(^^)、Perl側に有利な数字がでてしまうのはある程度当たり前だと思っています。（思っていなかった人は思ってね）

この結果はあくまでも、参考ということで御自分で確認するようにお願いします。 川合がウソ書いているかもしれないと確かめてください。できれば、その結果も教えて欲しいと思っています。自分のマシンだけじゃ、間違っているのかあっているのかもよくわからないので。<(__)>

特にPHP側については、PHP-usersメーリングリストでは質問させていただき、指摘された部分は修正しましたが、まだ正しいかどうか不安なのです。

実行環境

今回のベンチマークは、すべて同じマシンを利用しています。

CPU: Celeron 400MHz + メモリー 256 MB
OS : TurboLinux 6.0 Workstation
Apache-1.3.12 + mod_perl/1.24 + mod_php/4.0.5（4.0.6ではpg関連で問題がありとのことだったので）
PostgreSQL 7.1.3

テスト方法

Apacheのベンチマーク abを利用し、以下のようなコマンドで

./ab -c10 -n100 http://lins/perl/tpg.pl

それぞれ5回実行、Requests per secondを記録。（そのようなシェルスクリプトを作成したんですが）

テスト・パターン

DBIのメソッドの違いを調べるため以下のの４つのメソッドを利用。

fetchrow_arrayref+bind_columns(以下 bind)
fetchrow_arrayref(以下 arrayref)
fetchrow_array(以下 array)
fetchrow_hashref(以下 hash)

接続方法

通常接続(PHP:connect,PerlはApache::DBIなし）
持続的接続(PHP:pconnect、Apache::DBIあり）

mod_perlの環境としてはApache::Registryを使用し、CGI.pm、DBI、DBD::Pg、Pgをロードしています。

テスト結果

これらのベンチマークについては何回も行ない平均値を取っています。また実行したタイミングによって出てくる数字は多少違ってきますが、傾向としては同じものと考えています。

通常接続

10レコードの場合

	bind	arrayref	array	hashref	Pg	PHP
総平均	13.47	13.37	13.32	12.98	14.07	14.00
一回の時間(ms)	74.24	74.77	75.10	77.06	71.08	71.41

50レコードの場合

	bind	arrayref	array	hashref	Pg	PHP
総平均	11.90	11.62	11.22	10.19	11.79	11.13
一回の時間(ms)	84.00	86.05	89.12	98.14	84.82	89.82

※ちなみにPerlをCGIで利用すると総平均で大体1.77程度。CGIは遅いよね。

持続的接続(Apache::DBI,pconnect)

Pgには持続的接続がないこともあってDBIのarrayrefを使って計測。

10レコードの場合

	arrayref	PHP
総平均	38.62	45.96
一回の時間(ms)	25.90	21.76

50レコードの場合

	arrayref	PHP
総平均	26.88	24.99
一回の時間(ms)	37.21	40.01

結果についてのまとめ

通常接続ではPerl-PgとPHPとはほぼ同タイム。DBIは若干遅くなっている。
ただし件数が増えてくるとPerl-DBIが追い抜いて行く。これは通常の接続でも、持続的接続でも同様。
PHPの通常接続とApache.pm+Pgであればほとんど差がない。

結果を踏まえて私が考えたこと

PHPは速くない。（通常接続でもPgより遅いし、汎用的なDBIよりも遅くなってしまうとは...）
DBIの取出し効率はぶっちぎって速い。
DBIのメソッドで比較すると、やっぱりbind_columns+arrayrefが最速
そんなわけでbind_colmns > arrayref > array > hashref という予想通りというか順当な速度結果。
意外だったのはbind_columnsを使ったときの効率のよさ。arrayrefと比べてもかなり早い。
DBIが遅いのは、これはSQLの発行に手間がかかっているためと思われる。（プレースホルダ対応など。Pgとのベンチマークでもネックになったことから推測）＋ステートメント・ハンドルの用意に時間が掛かること。とはいえ他のテストの結果から判断するとPHPのfetchや配列へのアクセスとDBIのfetchrow_arrayrefとであれば、ループ20～40回で追いつく範囲だと思われる。

その他のメモ

CGI.pmを利用する場合と、Apacheモジュールを利用するのとでは約2msの違いがありそう。Apache::DBIを利用する／しないに関わらず有効だった。
　
Apache::DBIを利用する場合にはApache::DBI->connect_on_initが有効だと思っていいようだ。といっても立ち上がりの回数が伸びているので全体的にかさ上げされたような形のようだ。
Apache::RegistryBBとApache::RegistryLoader、モジュール化などははあまり効いているようには見えなかった。改善されたとしても 0.1ms程度。スクリプトが大きいともう少し違う結果になるかもしれない。

オマケ：この結果を元にPerl側の設定を最速モード(^^)にしたところ
-bind_columns+fetchrow_arrayrefを利用
-CGI.pmの代わりにApacheモジュールを利用
-startup.plで、Apache::DBI->connect_init+RegistryLoaderの利用
通常接続、持続的接続ともに15レコード程度でPHPとほぼ同じ速度になった。
（従来は30～40レコード）

御参考

教えてもらったmod_perlのチューニングガイド
Performance Tuning 　mod_perl Database Performance Improving
　　http://perl.apache.org/guide/performance.html

使用したスクリプト

Perl

*fetchrow_array+bind_columns

普通ならこれでPHPだろうがPgだろうが怖いものなし(^^?

#!/usr/bin/perl
 use strict;
 use CGI;
 use DBI;
 my $oCgi = new CGI;
 my $hDb = DBI->connect('dbi:Pg:host=lins dbname=test',
         'scott', 'tiger', {AutoCommit=>0, RaiseError=>1}) ||
       die "OPEN ERROR:" . $DBI::errstr;
 my $hSt = $hDb->prepare(
 'SELECT * FROM TBL_TEST2 WHERE no >= 5000 ORDER BY no LIMIT ? OFFSET 100');
 $hSt->execute($oCgi->param('limit')+0);
 my $raRow;
 my $sRes ='';
 my $i=0;
 $hSt->bind_columns(\(
 my ($no,
     $name01, $name02, $name03, $name04, $name05,
     $name06, $name07, $name08, $name09, $name10,
     $name11, $name12, $name13, $name14, $name15,
     $name16, $name17, $name18, $name19,)
 ));
 while($raRow = $hSt->fetchrow_arrayref()) {                      
     for(my $k=0; $k<20;$k++){ $sRes .= $raRow->[$k];}
     $sRes.='<BR>';
     $i++;
 }
 print<<EOH;
 Content-Type: text/html

 <HTML>
 <HEAD>
 <TITLE>TEST</TITLE>
 </HEAD>
 <BODY>
 $sRes
 </BODY>
 </HTML>
 EOH
 $hSt->finish();
 $hDb->disconnect();

*fetchrow_arrayref

普通ならこれでも十分でしょう

#!/usr/bin/perl
 use strict;
 use CGI;
 use DBI;
 my $oCgi = new CGI;
 my $hDb = DBI->connect('dbi:Pg:host=lins dbname=test',
         'scott', 'tiger', {AutoCommit=>0, RaiseError=>1}) ||
       die "OPEN ERROR:" . $DBI::errstr;
 my $hSt = $hDb->prepare(
 'SELECT * FROM TBL_TEST2 WHERE no >= 5000 ORDER BY no LIMIT ? OFFSET 100');
 $hSt->execute($oCgi->param('limit')+0);
 my $raRow;
 my $sRes ='';
 my $i=0;
 while($raRow = $hSt->fetchrow_arrayref()) {
     for(my $k=0; $k<20;$k++){ $sRes .= $raRow->[$k];}
     $sRes.='<BR>';
     $i++;
 }
 print<<EOH;
 Content-Type: text/html

 <HTML>
 <HEAD>
 <TITLE>TEST</TITLE>
 </HEAD>
 <BODY>
 $sRes
 </BODY>
 </HTML>
 EOH
 $hSt->finish();
 $hDb->disconnect();

Perl DBI fetchrow_array

#!/usr/bin/perl
 use strict;
 use CGI;
 use DBI;
 my $oCgi = new CGI;
 my $hDb = DBI->connect('dbi:Pg:host=lins dbname=test',
         'scott', 'tiger', {AutoCommit=>0, RaiseError=>1}) ||
       die "OPEN ERROR:" . $DBI::errstr;
 my $hSt = $hDb->prepare(
 'SELECT * FROM TBL_TEST2 WHERE no >= 5000 ORDER BY no LIMIT ? OFFSET 100');
 $hSt->execute($oCgi->param('limit')+0);
 my @raRow;
 my $sRes ='';
 my $i=0;
 while(@raRow = $hSt->fetchrow_array()) {
     for(my $k=0; $k<20;$k++){ $sRes .= $raRow[$k];}
     $sRes.='<BR>';
     $i++;
 }
 print<<EOH;
 Content-Type: text/html

 <HTML>
 <HEAD>
 <TITLE>TEST</TITLE>
 </HEAD>
 <BODY>
 $sRes
 </BODY>
 </HTML>
 EOH
 $hSt->finish();
 $hDb->disconnect();

Perl DBI fetchrow_hashref

カラム名が欲しければ$hSt->{name}などを利用しましょう。そういえばPHPでは大文字小文字はどうなるんだろう？

#!/usr/bin/perl
 use strict;
 use CGI;
 use DBI;
 my $oCgi = new CGI;
 my $hDb = DBI->connect('dbi:Pg:host=lins dbname=test',
         'scott', 'tiger', {AutoCommit=>0, RaiseError=>1}) ||
       die "OPEN ERROR:" . $DBI::errstr;
 my $hSt = $hDb->prepare(
 'SELECT * FROM TBL_TEST2 WHERE no >= 5000 ORDER BY no LIMIT ? OFFSET 100');
 $hSt->execute($oCgi->param('limit')+0);
 my $raRow;
 my $sRes ='';
 my $i=0;
 while($raRow = $hSt->fetchrow_hashref()) {
     $sRes .= $raRow->{no};
     for(my $k=1; $k<20;$k++){
         $sRes .= $raRow->{sprintf("name%02d",$k)};
    }
    $sRes.='<BR>';
     $i++;
 }
 print<<EOH;
 Content-Type: text/html

 <HTML>
 <HEAD>
 <TITLE>TEST</TITLE>
 </HEAD>
 <BODY>
 $sRes
 </BODY>
 </HTML>
 EOH
 $hSt->finish();
 $hDb->disconnect();

Perl Pg

DBIとなるべく似せるようにはしたんですけど。

#!/usr/bin/perl
 use strict;
 use CGI;
 use Pg;
 my $oCgi = new CGI;
 my $oConn = Pg::connectdb(
     'host=lins dbname=test user=scott password=tiger');
 die $oConn->errorMessage if($oConn->status != PGRES_CONNECTION_OK);
 my $result = $oConn->exec(
 'SELECT * FROM TBL_TEST2 WHERE no >= 5000 ORDER BY no LIMIT ' .
 $oCgi->param('limit') . ' OFFSET 100');
 my @raRow;
 my $sRes ='';
 my $i=0;
 while(@raRow = $result->fetchrow()) {
     for(my $k=0; $k<20;$k++){ $sRes .= $raRow[$k];}
    $sRes.='<BR>'; 
     $i++;
 }
 print<<EOH;
 Content-Type: text/html

 <HTML>
 <HEAD>
 <TITLE>TEST</TITLE>
 </HEAD>
 <BODY>
 $sRes
 </BODY>
 </HTML>
 EOH
 $hSt->finish();
 $hDb->disconnect();

Prel DBI Apache + bind_columnsのフルチューン

といっても通常パターンとの違いを見つけるほうが面倒なくらいでしょうけど。

#!/usr/bin/perl
 use strict;
 use Apache;
 use DBI;
 my $hDb = DBI->connect('dbi:Pg:host=lins dbname=test',
         'scott', 'tiger', {AutoCommit=>0, RaiseError=>1}) ||
       die "OPEN ERROR:" . $DBI::errstr;
 my $hSt = $hDb->prepare(
 'SELECT * FROM TBL_TEST2 WHERE no >= 5000 ORDER BY no LIMIT ? OFFSET 100');
 #my $oCgi = Apache->request();
 my %hArgs = Apache->request()->args();
 $hSt->execute($hArgs{limit}+0);
 my $raRow;
 my $sRes ='';
 my $i=0;
 $hSt->bind_columns(\(
 my ($no,
     $name01, $name02, $name03, $name04, $name05,
     $name06, $name07, $name08, $name09, $name10,
     $name11, $name12, $name13, $name14, $name15,
     $name16, $name17, $name18, $name19,)
 ));  
 while($raRow = $hSt->fetchrow_arrayref()) {
     #for(my $k=0; $k<20;$k++){ $sRes .= $aRow[$k];}
     $sRes .= $no.
     $name01. $name02. $name03. $name04. $name05.
     $name06. $name07. $name08. $name09. $name10.
     $name11. $name12. $name13. $name14. $name15.
     $name16. $name17. $name18. $name19. '<BR>';
     $i++;
 }
 print<<EOH;
 Content-Type: text/html

 <HTML>
 <HEAD>
 <TITLE>TEST</TITLE>
 </HEAD>
 <BODY>
 $sRes
 </BODY>
 </HTML>
 EOH
 $hSt->finish();
 $hDb->disconnect();

PHP

これはpconnect版。通常接続では代わりにconnectを使用

<HTML>
 <HEAD>
 <TITLE>TEST</TITLE>
 </HEAD>
 <BODY>
 <?php
   $conn=pg_pConnect("host=lins dbname=test user=scott password=tiger");
   $result = pg_Exec($conn,
 "SELECT * FROM TBL_TEST2 WHERE no >= 5000 ORDER BY no LIMIT $limit OFFSET 100");
   $sRes = '';
   while(@$row = pg_Fetch_Row ($result, $i++)){
     for($k=0;$k<20;++$k) { $sRes .= $row[$k];}
     $sRes .= '<BR>';
   }
   echo $sRes;
 ?>
 </BODY>
 </HTML>
 <?php
   pg_Close($conn);
 ?>