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CodeIgniter 3.x で作ったWebアプリを更に高速化させていく

この記事は CodeIgniter Advent Calendar 2017 の 12月16日 分の投稿です。

CodeIgniter は元々軽量・軽快で高速なフレームワークですが、今時の高速化トレンドに対応して更に速くしていきましょう。

PHP 7に対応する

PHP 7.0 でも 7.1 でも 7.2 でも動きます!
もちろん PHP OPcache も有効にしておきましょう。更に速くなります。

gzip圧縮にする

Googleのアドバイスツールでも指摘してくるやつですね。CodeIgniter、というよりはPHPの標準的な機能になるのですが、以下のコード(冒頭4行)をビューのアウトプットをする前に入れておくだけでPHPの透過的なgzip圧縮が有効になります。簡単。

// 透過的な圧縮を有効にする
if (ini_get('zlib.output_compression') != 'On') {
	ini_set('zlib.output_compression', 'On');
}

$this->load->library('Twig');
$data = [
	'title' => 'XXXXXXX',
	'hoge' => $hoge,
	'foo' => $foo,
	'bar' => $bar
];
$this->output->set_output($this->twig->render('dir1/example', $data));

※このコードではビューの組み立てにTwigを使っています。

注意点として、画像であったりZIPファイルをバイナリで返したりであるような際に透過的な圧縮が有効になっているとファイルが壊れてしまったりします。そういう出力をするURLが有る場合は、全てのURLで常に適用されるような書き方は避けるのが無難です。

http/2対応にする

これはWebサーバ側の話になるのでもちろん CodeIgniter でも対応可能です。http/2 に対応したバージョンの Apache 2.4 or Nginx (h2oとかOpenLightSpeedとかでも)と php-fpm を組み合わせてあげましょう。Apache を http/2 に対応する場合、prefork MPMではなくevent MPM(やworker MPM)にする事が必要になりますので、その辺りも適宜チューニングしていきましょう。

参考: Amazon Linux AMI 2017.09で今こそApacheをhttp/2対応にする手順

APIのバックエンドとして同時に叩かれる

CodeIgniter 3は同じクライアントから同時に複数URLを叩かれるような場合に、同時に処理せず逐次処理のような挙動をします。これはPHPのセッションが有効になっている際の制限なのですが、セッションの機能を使い終わったタイミングでセッションを書き込み・クローズさせてあげる事で並列度が上がります。

// 同ユーザー・セッションからの連続アクセスの為にセッションのロックを解除する。
// これを実行した後はセッション関連の機能が使えない事に注意。
session_write_close();

そもそもAPIでセッションを利用しているのがよくないという話も有りますが、必要な場合にはこの対策をどうぞ。

Redisでキャッシュとかも使っていきたい

Memcachedとか、AWSのElastiCacheとか。CodeIgniterにはそれらを利用するための機能が標準で用意されています。……といっても私自身は php-pecl-redis で 直接 Redis を扱ってしまっているのでCodeIgniter側の機能は使った事が無いのですが。ちょっと重めの外部APIから値を取得しているような場合など、適用できそうな場所はどんどん Redis でキャッシュしましょう。

最新のMySQLやPostgreSQL使いたいよね

MySQLにしてもPostgreSQLにしてもバージョンが上がるたびに様々な改善が有り、高速化が有り、新機能が有ります。MySQL 8.0にも更なる期待が持てるこの頃。

CodeIgniterには重厚なORマッパーが有りません。QueryBuilderは本当にクエリのビルダですし、生のSQLを直接実行する事も容易です。その為、PostgreSQLやMySQL 8.0のウィンドウ関数、CTEであったり、JSON型、配列型など、RDBの強力な機能を積極的に使っていけます。実際、PostgreSQLの配列型をタグの実装として使っていてなかなか便利だったりします。

参考(外部): タグ検索するならPostgreSQLで決まり! – yohgaki’s blog

配列型はCodeIgniterからは「配列っぽい文字列」として扱う事になるので、適当な変換関数を作ってオブジェクトだったり連想配列だったりでやり取り出来るようにすると便利です。

RDBの冗長化はAmazon RDSが便利だよね

といっても一応フェイルオーバーには数十秒かかります。以下の過去記事で「数秒間のDB接続不可に耐えるための方法」をまとめてあります。

参考: CodeigniterのDB接続不可をハンドリングして再接続する

また、CodeIgniterのデータベース接続には「1つ目の接続先が繋がらなかった場合に2つ目の接続先に繋ぐ」という機能が有ります。これはまだ活用した事が無いのですが、MariaDB の Galera Cluster であったり、PostgreSQL の BDR (Bi-Directional Replication) など、これからのマルチマスター時代のフェイルオーバーに容易に対応出来ちゃったりするのでしょうか。出来るのかは分かりませんが、試してみると面白いかもしれません。

終わり

他にもいろいろあるかもしれませんがこの辺で。フロントエンドだと AMP 、 ServiceWorker など色々な話題が有ります(その辺も勉強しないとなぁ)が、CodeIgniterも高速化していきましょう。


Amazon Linux AMI 2017.09で今こそApacheをhttp/2対応にする手順

Aローリングリリースで提供されるAmazon Linux AMIが先日バージョン2017.09となりました。数年ぶりにOpenSSLのバージョンが更新される(1.0.1k → 1.0.2k)等、それなりに変更点の大きいリリースとなっており、これによりディストリビューション標準のパッケージのみでApache/Nginxのhttp/2に対応できるようになりました。ソースコンパイルを伴うミドルウェアは実運用においては、メンテナンス性に難が有りましたが、今後は簡単に導入が可能なはずです。「今こそ」、なタイミングかと思いますので対応していきます。

Amazon Linux AMIのバージョン確認

# cat /etc/system-release
 Amazon Linux AMI release 2017.09

まだ2017.09になっていなければ(問題無い事を確認したうえで)yum updateしてください。
古いリリースはセキュリティ修正も行われません。

前提

Webサーバー

Apache 2.4を使います。WordPressを動かす為にPHP 7.1を使っています。

SSL/TLSへの対応

既にWebサイトは(常時)SSL/TLS対応になっているものとして進めます。
まだであれば、Let’s Encryptなど各種方法で対応して下さい。

ロードバランサ

ELB(ALB/CLB/NLB)は未導入のものとして話を進めます。

PHP-FPMの導入

なぜいきなりPHPの話になるかというと、Apacheでhttp/2に対応するためには、Prefork MPMではなく別のMPMを使う必要が有るからです※1。その為、PHPをApacheモジュール版ではなく、
php-fpmで動作させる必要があります。

※1: Apache 2.4.27以降はmod_http2がprefork MPMに対応しない。

導入手順

php-fpmをyumからインストール。PHP 7.1を利用しているので php71-fpm になっています。

# yum install php71-fpm

Apache側の現在のMPMを確認

# /usr/sbin/httpd -V | grep MPM
 Server MPM: prefork

preforkで動いています。

/etc/httpd/conf.modules.d/00-mpm.conf

で設定されているので上記ファイルを開き、

LoadModule mpm_prefork_module modules/mod_mpm_prefork.so

を#でコメントアウト

#LoadModule mpm_event_module modules/mod_mpm_event.so

のコメントアウトを外しevent MPMを使うように修正

構文チェック

# /usr/sbin/httpd -t
 AH00513: WARNING: MaxRequestWorkers of 64 is not an integer multiple of ThreadsPerChild of 25, decreasing to nearest multiple 50, for a maximum of 2 servers.
 Syntax OK

スレッド数の部分で警告が出ていますが、これは後で修正します。

バーチャルホストの設定

PHPファイルの実行をphp-fpmに渡すための設定を追加する。
Apache(やNginx)とphp-fpmの接続は、UNIXドメインソケットと127.0.0.1:9090へのTCP/IP接続が選べますが、ApacheとPHPを同じサーバーで実行する場合は、応答速度の速いUNIXドメインソケットの方で設定します。
対象のバーチャルホスト設定に以下を追記。拡張子がphpのファイルをphp-fpmに渡します。

<FilesMatch \.php$>
    SetHandler "proxy:unix:/var/run/php-fpm/php-fpm.sock|fcgi://localhost"
</FilesMatch>

FilesMatchにマッチしたファイルしかphp-fpmに渡されない事に注意。

構文チェック

# httpd -t
 AH00513: WARNING: MaxRequestWorkers of 64 is not an integer multiple of ThreadsPerChild of 25, decreasing to nearest multiple 50, for a maximum of 2 servers.
 Syntax OK

php-fpm側の設定

ユーザーの設定やソケットファイル名の設定など修正。

# cp /etc/php-fpm.d/www.conf /etc/php-fpm.d/www.conf.orig
# vim /etc/php-fpm.d/www.conf
# diff /etc/php-fpm.d/www.conf.orig /etc/php-fpm.d/www.conf
38c38
< listen = /var/run/php-fpm/www.sock
---
> listen = /var/run/php-fpm/php-fpm.sock
48,49c48,49
< ;listen.owner = nobody
< ;listen.group = nobody
---
> listen.owner = apache
> listen.group = apache
55c55
< listen.acl_users = apache,nginx
---
> ;listen.acl_users = apache,nginx

php-fpmのログレベルをnoticeからwarningに変更する。

# vim /etc/php-fpm.conf

;log_level = notice

を以下に修正

log_level = warning

php-fpmの起動とhttpdの再起動

# /etc/init.d/php-fpm start
 Starting php-fpm-7.1: [ OK ]

# /etc/init.d/httpd restart
 Stopping httpd: [ OK ]
 Starting httpd: AH00513: WARNING: MaxRequestWorkers of 64 is not an integer multiple of ThreadsPerChild of 25, decreasing to nearest multiple 50, for a maximum of 2 servers.
 [ OK ]

まずはこの時点でWebサイトが正常に表示されることを確認する。
次にMPMの確認

# /usr/sbin/httpd -V | grep MPM
 Server MPM: event

あとはドキュメントルートに適当にphpinfoを実行するファイルを置いて確認。
下記ファイルをWebブラウザで開いた際に、Server APIに
「Apache handler 2.0」ではなく「FPM/FastCGI」と表示されていればOK。

phptest.php
<?php
    phpinfo();

※確認後はこのファイルの消し忘れにご注意ください。

これでApacheがevent MPMかつ、php-fpmでPHPが動作する環境になりました。
MPMがeventになった事により、多数のアクセスに対しても(適切にチューニングをすれば)preforkよりもスケールする事が出来ると思われます。

http2/対応

ここまでくればhttp/2対応は簡単です。
Amazon Linuxバージョンアップの時点で、mod_http2はすでに導入されているので

# ls -l /etc/httpd/modules/ | grep http2
 -rwxr-xr-x 1 root root 253544 Sep 25 08:20 mod_http2.so

対象のバーチャルホストに以下を追記

Protocols h2 http/1.1

し、httpdを再起動

# /etc/init.d/httpd restart

これでもうhttp2対応です。お疲れ様でした。

なお、Apacheで出ている、MaxRequestWorkersやThreadsPerChildのワーニングについては、MaxRequestWorkersがThreadsPerChildの整数倍になるように、各自調整を行ってください。ここの調整はアクセス数などによっても異なります。