用微时间测量持续时间随机结果为零

Question

我有一个这样的循环：

<?php
ini_set('memory_limit', '16024M');
ini_set('set_time_limit', 9999);
ini_set('max_execution_time', 9999);
ini_set('display_errors',  TRUE);
ini_set('error_reporting',  E_ALL);

for ($k = 1; $k <= 50; $k++) {

    $haystack = array();

    for ($i = 1; $i <= 100; $i++) {

        $randomChar = substr(md5(microtime()),rand(0,26), 1);

        $haystack[] = $randomChar;

    }

    $haystack[] = 'X';

    $startTime = microtime(true);

    // sleep(0);

    $result = in_array('X', $haystack);

    $endTime = microtime(true);

    echo number_format(1000000 * ($endTime - $startTime), 20, ",", " ") . ' ';

 }

这些是输出的前几行：

1,90734863281250000000 0,95367431640625000000 1,19209289550781250000 1,90734863281250000000 1,19209289550781250000 0,95367431640625000000 0,95367431640625000000 1,90734863281250000000 0,95367431640625000000 20,02716064453125000000 0,95367431640625000000 1,19209289550781250000 0,95367431640625000000 0,95367431640625000000 0,00000000000000000000 0,95367431640625000000 0,95367431640625000000 0,95367431640625000000 0,00000000000000000000 0,95367431640625000000 0,00000000000000000000

如您所见，有几行表示持续时间为“0”——这实际上是不可能的。如果我取消注释包含 sleep(0) 命令的行，则没有零持续时间。

系统设置

PHP 7.0 与 FPM
nginx 1.10.3
Ubuntu 16.04

我是运行 CLI 上的循环并通过浏览器调用它。

Answer 1

数组中的 101 项对于聪明的 php 来说足够小，因为它有 static optimization 的技巧和强大的 cpu.

如果您想看到 0-s 消失了，那么生成 1000 个项目：

for ($i = 1; $i <= 1000; $i++) {
    $haystack[] = substr(md5(microtime()),rand(0,26), 1);
}

P.S。我已经使用 7.1 和 5.6 检查了您的代码，因此存在很大差异：

Answer 2

除了@num8er 的回答，这似乎是答案，我试图了解更多，因为这真的让我有些不眠之夜。我稍微改进了上面的脚本和运行一些额外的测量值：

  ini_set('memory_limit', '16024M');
  ini_set('set_time_limit', 9999);
  ini_set('set_time_limit', -1);
  ini_set('max_execution_time', 9999);
  ini_set('max_execution_time', -1);
  ini_set('display_errors',  TRUE);
  ini_set('error_reporting', E_ALL);

echo "<table>";
echo "<tr>";
    echo "<th>duration</th>";
    echo "<th>position</th>";
    echo "<th>fake</th>";
    echo "<th>found</th>";
    echo "<th>optimized</th>";
echo "</tr>";

$endPosition = TRUE;

$fake = false;

for ($k = 1; $k <= 10000; $k++) {

    $haystack = array();

    for ($i = 1; $i <= 50000; $i++) {

        $randomChar = substr(md5(microtime()),rand(0,26), 1);

        $haystack[] = $randomChar;

    }

    if ($fake) {

        $needle = NULL;


    } else {

        if ($endPosition) {

            $needle = $haystack[sizeof($haystack) - 1];

        } else {

            $needle = $haystack[floor(sizeof($haystack)/ 2)];

        }

    }

    $startTime = microtime(true);

    //sleep(0);

    $result = in_array($needle, $haystack);

    $endTime = microtime(true);

    $duration = ($endTime - $startTime);

    echo "<tr>";
        echo "<td>";
        echo number_format($duration, 30, ",", " ");
        echo "</td>";
        echo "<td>";
        echo ($endPosition) ? "end": "middle";
        echo "</td>";
        echo "<td>";
        echo ($fake) ? "fake": "no fake";
        echo "</td>";
        echo "<td>";
        echo ($result) ? "found": "not found";
        echo "</td>";
        echo "<td>";
        echo ($duration == 0) ? "optimized": "---";
        echo "</td>";
    echo "</tr>";

    $endPosition = (rand(0,100) < 50) ? TRUE : FALSE;
    $fake = (rand(0,100) < 25) ? TRUE : FALSE;

}

echo "</table>";

我添加了一个运行dom "fake feature"。随机 25% 的迭代不应该 return 一个肯定的搜索结果。并且在运行dom 50% 的迭代中，针将被放置在大海捞针的中间而不是末端。我针对不同的设置（迭代、数组长度）多次运行这个脚本，最后我得到了大约 225.000 个结果行。快速添加一个小枢轴 table 显示，其中 PHP (7.0.32 fpm 和 CPU (Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2680 v3 @ 2.50 GHz) 达到极限：

数字是毫秒/1000，所以即使是困难的（如 500.000 个键，1.000 次迭代）也需要 0,000000953674 微秒 - 感谢优化。厉害了。

有趣的是：最短持续时间（如果不是“0”）是相同的 (0,000953674) 或加倍 (0,000001907349)，即使是不同的迭代！所以，我的假设是，但这是非常幼稚的想法，如果我运行使用更大的数组或更多迭代进行测试，下一个即将到来的最小值将是 0.00000381469 微秒.

正如您也看到的，正如 num8er 已经指出的那样，优化的潜力越大，工作越难。

10 次爬行长度为 50.000 个键的数组比 100 或 1.000 次迭代还要慢。在 1.000 次迭代中，超过 10% 的结果是在 "optimized" 时间内交付的。

最后，我想指出，针是在大海捞针的中间，还是在大海捞针的尽头，似乎没有什么区别。下一个图表显示了搜索 500.000 键数组时 10、100 和 1.000 次迭代的最小持续时间。如您所见，最小值始终是 "magical" 0,000000953674:

不用说，每次迭代 return 都是正确的结果。因此，in_array() 从来没有 return 得到肯定的结果，当它爬行到没有针的大海捞针阵列时。

这可能不会为 PHP 优化功能添加更深入的技术细节，但我想看到此功能的影响很有趣。

用微时间测量持续时间随机结果为零

Measuring a duration with microtime results randomly in zero

php

duration

microtime

系统设置