性能优化篇

由学院君创建于7个月前, 最后更新于 7个月前版本号 #3 1538 views 0 likes 0 collects

引言

据估计，如果一个网站加载时间超过3秒，那么将有40%的人放弃访问！因此，从商业角度来看，确保网站在3秒内加载完成非常重要。所以，每当我为新的 Laravel 项目编写代码时，我都尽量在我所给定的时间和成本限制内尽可能优化代码。如果我在现有的项目上工作，我也尝试用这些技巧更新任何运行缓慢的代码，以提高用户的整体体验。

在这篇教程中，我们将看到我使用（或建议其他开发者使用）的一些技巧，以便为我的客户和我自己的 Laravel 网站和应用程序获取一些快速的性能提升。

预期的读者

本篇教程面向任何阶段的 Laravel 开发者，希望快速轻松地增强他们应用程序的性能。

仅在数据库查询中获取需要的字段

优化 Laravel 网站的一个简单方法是减少应用和数据库之间传输的数据量。您可以通过在查询中仅指定您需求的列来实现这一点。

例如，假设你有一个包含20个不同字段的用户模型。现在，想象一下你的系统中有10000个用户，并且你正在尝试对每一个用户进行一些形式的处理。你的代码可能看起来像这样：

上述查询将负责检索200,000个字段的数据。但是，想象一下，当你在处理每个用户时，你只实际使用 id、first_name 和 last_name字段。所以，这意味着在你检索的20个字段中，有17个对于这段特定的代码来说基本上是多余的。所以，我们可以做的是明确定义在查询中返回的字段。在这种情况下，你的代码可能看起来像这样：

通过这样做，我们将把查询返回的字段数量从200,000减少到30,000。虽然这很可能对数据库的 IO 负载没有多大影响，但它会减少应用和数据库之间的网络流量。这是因为会有（假定）比获取所有可用字段时更少的数据需要序列化、发送和反序列化。通过减少网络流量和需要处理的数据量，这将有助于提高你的 Laravel 网站的速度。

请注意，在上述示例中，你可能实际上永远不会这样做，你可能会根据情况使用分块或分页。这个例子只是为了展示一个可能的，易于实现的解决方案。

这种解决方案可能对较小的网站或应用程序的性能提升不大。然而，它绝对可以帮助减少那些性能至关重要的应用程序的加载时间。如果你在查询一个包含 BLOB 或 TEXT 字段的表，你可能会看到更好的改进。这些字段可能会保留大量的数据，从而可能增加查询时间。所以，如果你的模型包含这些字段，考虑在查询中明确定义你需要的字段，以减少加载时间。

在可能的地方使用预加载

当你从数据库获取任何模型，然后对模型的关联关系进行处理时，使用预加载是很重要的。预加载在 Laravel 中是非常简单的，基本上可以防止你在数据中遇到 N+1 问题。这个问题是由于对数据库进行 N+1 次查询引起的，N 是从数据库获取的项目的数量。为了更好地解释这个问题，并给出一些上下文，让我们看看下面的例子。

假设你有两个模型（Comment 和 Author）之间有一对一的关系。现在，假设你有100条评论，并且你想要逐一查看它们，并输出作者的名字。

没有预加载的话，你的代码可能看起来像这样：

上面的代码将导致数据库有 101 次查询。第一次查询是获取所有的评论。其余的一百次查询来自于在循环的每次迭代中获取作者的名字。显然，这可能会导致性能问题，导致你的应用慢下来。那我们如何改善这个问题呢？

通过使用预加载，我们可以将代码改为：

如你所见，这段代码几乎一样，可读性依然。通过添加 ::with(authors)，这将获取所有的评论，并且一次性获取作者。所以，这就意味着我们将查询从101次减少到2次！

有关更多信息，请查看 Laravel 关于预加载的文档。

如何强制 Laravel 使用预加载

在 Laravel 中，你实际上可以防止懒加载。此功能非常有用，因为它可以帮助确保关联关系是预加载的。因此，它能够改善性能，减少对数据库的查询次数，如上述示例所示。

防止懒加载非常简单。我们只需要添加下面这行代码到我们的 AppServiceProvider 的 boot() 方法：

所以，在我们的 AppServiceProvider 中，它看起来会有点像这样：

允许在生产环境中预加载

你可能只想在本地开发环境中使用此功能。这样，在你构建新功能的同时，可以提示你代码中使用懒加载的地方，但不会让你的生產网站完全崩溃。基于这个原因，preventLazyLoading() 方法接受一个布尔值作为参数。所以我们可以使用以下这行代码：

因此，在我们的 AppServiceProvider 中，它可能会看起来像这样：

通过这样做，如果你的 APP_ENV 是生产环境，这个特性将被禁用，以防任何懒加载查询滑过导致你的网站抛出异常。

如果我们尝试懒加载会发生什么？

如果我们在服务提供者中启用了该特性，并尝试在一个模型上懒加载关系，将会抛出一个Illuminate\Database\LazyLoadingViolationException 异常。

为了在这一点上进一步说明，让我们使用我们上面的 Comment 和 Author 模型示例。假设我们启用了该功能。以下片段将抛出一个异常：

然而，以下片段不会抛出异常：

更多关于 Laravel 关联查询优化的技巧，参考 Laravel 数据库性能优化实战系列教程。

避免任何不需要或不想要的包

打开您的 composer.json 文件，并查看你的每个依赖项。对于你的每个依赖项，问你自己"我真的需要这个包吗？"。你的回答大多数时候将为是，但有些时候可能不是。

每次将一个新的 Composer 库加入到你的项目中，你都可能添加额外的可能不必要运行的代码。Laravel 的包通常包含在每个请求上运行的服务提供者，这些服务提供者注册服务并执行代码。因此，假设你在你的应用中添加了20个 Laravel 的包，那么在每个请求上可能至少有20个类被实例化并运行。虽然这不会对流量小的网站或应用的性能产生巨大影响，但在大型应用上你肯定会注意到差别。

解决这个问题的方法是确定你是否真正需要所有的包。也许你正在使用一个提供一系列特性的包，但你只在使用其一小部分特性。问你自己"我能不能自己编写这段代码并移除整个包？"当然，由于时间限制，不总是可以编写自己的代码，因为你将不得不编写、测试和维护它。至少通过使用包，你能利用开源社区为你做这些事。但是，如果一个包比较简单，快速地用你自己的代码替代它，那么我会考虑移除它。

缓存，缓存，缓存！

Laravel 提供了许多内置的缓存方法。这些方法可以让你在网站或应用程序上线运行时，无需做任何代码更改即可轻松地提速。

路由缓存

由于 Laravel 的运行方式，每个请求都会启动框架并解析路由文件。这需要读取文件、解析其内容，然后以你的应用程序可以使用和理解的方式保存它。所以，Laravel 提供了一个可以使用的命令，这个命令可以创建一个解析更快的单一路由文件：

php artisan route:cache

但请注意，如果你使用这个命令并更改你的路由，你需要确保运行：

php artisan route:clear

这将移除缓存的路由文件，以便你的新的路由可以被注册。如果你还没有的话，将这两个命令添加到你的部署脚本中可能是值得的。如果你不使用部署脚本，你可能会发现我创建的 Laravel Executor 包在部署时很有用。

配置缓存

类似于路由缓存，每次请求时，Laravel 都会启动，并读取并解析你项目中的每个配置文件。

因此，为了防止需要处理每个文件，你可以运行以下命令创建一个缓存的配置文件：

php artisan config:cache

与上面的路由缓存一样，每次你更新你的 .env 文件或配置文件时，你都需要记得运行以下命令：

php artisan route:clear

事件和视图缓存

Laravel 还提供了两个其他的命令，你可以使用这些命令来缓存你的视图和事件，以便在对你的应用程序做出请求时，它们都是预编译和准备好的。要缓存事件和视图，你可以使用以下命令：

php artisan event:cache

php artisan view:cache

和所有其他的缓存命令一样，当你对代码做出任何改变时，你需要记得通过运行以下命令来破坏这些缓存：

php artisan event:clear

php artisan view:clear

过去，我遇到过很多在本地开发环境中缓存配置的开发者，然后会花很长时间弄清楚为什么他们的 .env 文件的改变没有显示出来。所以，我可能只会建议在实时系统上缓存你的配置和路由，以便你不会遇到同样的情况。

查询和值的缓存

在你的 Laravel 应用程序的代码中，你可以缓存项目以改善网站的性能。例如，假设你有以下查询：

为了在这个查询中使用缓存，你可以将代码更新为以下内容：

上述代码使用了 remember() 方法。它在基本上做的就是它检查缓存中是否包含任何带有用户键的项目。如果有，那么它将返回缓存的值。如果在缓存中不存在，将返回 DB::table('users')->get() 查询的结果并且也会被缓存。在这个特殊的例子中，项目将会被缓存 120 秒。

像这样缓存数据和查询结果，可以是减少数据库调用，减少运行时间，和提高性能的一种非常有效的方式。然而，重要的是要记住有时你可能需要从缓存中删除不再有效的项目。

就上面的例子来说，假设我们缓存了用户的查询。现在假设一个新的用户已经被创建、更新或删除。那个缓存的查询结果将不再有效，也不再实时。为了解决这个问题，我们可以使用 Laravel 模型观察者从缓存中删除此项目。这意味着下次我们试图获取 $users 变量时，将会运行新的数据库查询，给我们最新的结果。

使用 PHP 的最新版本

每次 PHP 出一个新版本，性能和速度都会得到提升。Kinsta 对多个 PHP 版本和不同的平台（如 Laravel、WordPress、Drupal、Joomla）进行了大量测试，并发现 PHP 8.0 提供了最大的性能提升。

相比于上述其他的提示，这个提示可能更难实现，因为你需要审查你的代码，以确保你可以安全地更新到 PHP 的最新版本。顺便一说，拥有一个自动化的测试套件可能会帮助你有信心做这个升级。

使用队列

这个建议可能需要比其他一些基于代码的技巧更长的时间来实施。尽管如此，这个建议在提升用户体验方面可能是最有成效的一个。

你可以通过使用 Laravel 的队列来减少性能时间。如果在你的控制器或类中有一些代码在一个请求中运行，但又不是特别需要在网页浏览器响应中显示，那么我们通常可以把它放入队列。

为了更容易理解，看一下这个例子：

在上述代码中，当调用 store() 方法时，它会在数据库中存储联系表单的详情，发送一封电子邮件到一个地址，告知他们有新的联系表单提交，并返回一个 JSON 响应。这段代码的问题在于，用户必须等待电子邮件发送完成，才能在网络浏览器上接收到他们的响应。虽然这可能只需要几秒钟的时间，但它可能会导致访客离开。

为了使用队列系统，我们可以将代码修改为以下内容：