Yac 3.0 发布：常见缓存负载吞吐提升 42%中文EN

Yac 2.4.0 发布时，我做的重点是小值：null、布尔值、小整数、短字符串、空数组，能不进入 values 区就不进去。

当时叫 embedded。做法很简单：slot 里的 val 本来是一个指针，8 字节对齐，低 3 bit 永远空着，拿它们做类型标记，剩下的 bit 放数据。这样一个小值不必分配 block，不必写 values 区，也不必再拷贝一次。

但这个方案有个硬伤：扣掉类型标记后，val 只剩 61 bit payload。整数够用，true/false/null 更没问题，短字符串也能塞一点；double 不行。

double 要保留完整的 IEEE 754 64 bit。少 3 bit 就不是原来的数了，不能为了省一个 block 把 3.1415926 读回来变成别的东西。2.4 的 embedded 因此只能让 0.0 走特例，其他 double 还是得进 values 区。

我后来又想了一下：Yac 的 key 上限是 48 字节，但实际 key 大多数根本用不满。比如 foo、alloptions、is_blog_installed，后面还空着一大截。既然 slot 已经固定分了 48 字节给 key，为什么不把足够短的 key 后面那段空间拿来放 value？

于是有了 3.0 的 inline。

Short values Inline

inline 不是再往 val 里硬塞 bit，而是把 value 紧跟在 key 后面放进同一个 slot。只要：

strlen($key) + strlen($value) <= 48

就不用进 values 区。

这样除了短字符串，double 也能 inline：

$yac->set('pi', 3.1415926);     // key 很短，8 字节 double 直接放 slot 尾部
$yac->set('status', 'ok');      // 短字符串也一样
$yac->set('feature:new_checkout', true);

key 越短，留给 value 的空间越大；key 恰好 48 字节，inline 就没有空间，照旧分配 values block。这个限制很自然，也不用改变 slot 布局。

带来的收益和 embedded 一样：少一次分配，少一次拷贝，少占一点 values 内存。对 WordPress 特别有用，短 option、短状态、空结果之类的东西不会再挤占真正热数据的位置。

3.0.0 继续往下做，另一个重点是读路径。

在 16 个 worker、100:1 读写比、160MB 共享内存、关闭压缩的测试里，Yac 3.0 相比 2.4.2，在 6B 到 8KB 的常见值范围内，几何平均吞吐提升 42.3%；布尔值、整数、开关和短值这类常见 PHP 负载，最高能到 95.4%。

这里说的是直接压缓存的 aggregate ops/s，不是页面速度提升 42%。一个页面里还有 PHP、数据库、模板、网络和一堆插件，缓存只占一部分。这个先说清楚，免得标题又被理解成“博客页面快 42%” 😂

Versioned Snapshot

Yac 的 key 区是一张共享 hash 表，每个条目一个 slot。以前读一个 slot 时，除了取 key 和元数据，还要经过一次协调流程；3.0 把它换成了 versioned snapshot。

这个思路来自 Linux 内核常用的 seqcount/seqlock：writer 更新前把 sequence 改成奇数，完成后改回偶数；reader 前后各读一次 sequence，中间拷贝数据。两次读到的数相同且为偶数，说明这次拿到的是完整快照；否则重试。

seq1 = read_seq();
if (seq1 & 1) {
    retry;
}

copy_slot();
seq2 = read_seq();

if (seq1 != seq2) {
    retry;
}

PHP-FPM 的典型场景本来就是读远多于写。没有写入相撞时，reader 不需要做多余的协调动作；真的撞上了，也只是重读 slot，不会返回半截 key、TTL 或 value metadata。

这个改动本身并不花哨，但它是 3.0 最主要的来源之一。

Epoch-based CRC

Yac 的 values 区会循环复用。一个 reader 拿着 value block 读数据时，另一个 worker 可能正在让某个 segment 进入下一轮使用。

以前，Yac 读 block 时会做 CRC-32C 校验，宁可把可疑数据当 miss，也不把错误的数据交给 PHP。这个行为不能因为性能优化就删掉。

3.0 加了 epoch/segment state。reader 能证明 block 在整个读取期间都稳定时，就不算 CRC；证明不了时，仍然走 CRC fallback。

也就是说，快路径少做事，边界情况照样验。

New serializer

之前的Yac用php serialize， 或者json_encode来做序列化，但是这些通用的方法要考虑序列化的结果要能导入导出，要能易读。

考虑到Yac的场景，序列化少，反序列化多，并且不需要是易读，索性我就在Yac 3.0，做了一个Yac自己的serializer，在反序列化追求更好的性能。

支持的 array 和 stdClass，包括内容可支持的引用值，会用 Yac 内部 serializer；不支持的对象和值，仍然回退到 PHP 原生序列化。

能快的走快路，不能快的照旧。

以前的 yac.serializer、JSON、MsgPack、igbinary 三套可选 serializer，以及相应的编译选项，在 3.0 里都没了：

; 3.0 起删除，不要再配置
; yac.serializer = igbinary

Yac::has()，以及属性判断

3.0 新增了 Yac::has()：

$yac = new Yac();
$yac->set('flag', false);

var_dump($yac->has('flag'));    // bool(true)
var_dump($yac->has('missing')); // bool(false)

false、null 都可以是正常缓存值，用 get() 判断“到底有没有”总是不够顺手。现在直接用 has() 就行。

更重要的是，它不更新 atime 和 hits。想做存在性判断，就别顺手把条目搞成“刚被访问过”。

属性形式也一样：

$yac->set('n', null);
$yac->set('f', false);
$yac->set('e', '');

isset($yac->n);                 // false
isset($yac->f);                 // true
empty($yac->n);                 // true
empty($yac->f);                 // true
empty($yac->e);                 // true
property_exists($yac, 'n');     // true
property_exists($yac, 'none');  // false

从 3.0 开始，这些检查也不会影响 LRU 信息。

dump() 多了几本账

dump() 是我自己排查缓存时最常用的东西。3.0 里它多了三个字段：

• kind：值类型；
• loc：值放在哪里；
• enc：值用什么方式编码。

Array
(
    [kind] => 5
    [loc] => 1
    [enc] => 0
    [key] => foo
)

loc 里，YAC_LOC_BLOCK 是 values 区的 block，YAC_LOC_VALWORD 是 slot value word，YAC_LOC_INLINE 是 slot 内的短字符串。

enc 里，YAC_ENC_NONE 表示没有序列化，YAC_ENC_PHP 表示 PHP serializer，YAC_ENC_YAC 表示 Yac 内部 serializer。

老的 embedded 字段停在 2.4.2，3.0 看 loc 就够了。

还有一个小变化：带 prefix 的实例，dump() 现在返回调用方实际传入的 key，不再带内部 prefix。

$yac = new Yac('app:');
$yac->set('foo', 'bar');

// 3.0 dump() 里：
// [key] => foo

性能

测试环境：MacBook Pro M5 Pro、PHP 8.5、16 个 worker、100:1 读写比；Yac/APCu 均使用 160MB 共享内存；压缩全部关闭。数字是所有 worker 的 aggregate ops/s，不是单进程跑出来再相加。

Value size	Yac 3.0	APCu 5.1.28	Memcached 3.4.0	Yac / APCu	Yac / Memcached
6 B	129.5M	1.19M	0.105M	108.4x	1237.9x
64 B	99.1M	1.23M	0.103M	80.6x	964.8x
1 KB	39.4M	1.29M	0.106M	30.6x	371.8x
8 KB	15.5M	1.43M	0.098M	10.8x	158.1x
16 KB	9.51M	1.36M	0.093M	7.0x	101.9x

可以看到，Yac 3.0 在全部测试尺寸上都明显领先 APCu 和本地 Memcached：相对 APCu 快 7.0x 到 108.4x，相对 Memcached 快 101.9x 到 1237.9x。

而与 Yac 2.4.2 相比，3.0 在 6B 到 8KB 的匹配负载中，几何平均吞吐提升 42.3%；布尔值、整数、开关和短值等 val-word 路径，最高提升 95.4%。

这组数据只用来说明 Yac 本身的读写能力。实际结果会受 CPU、PHP 版本、worker 数、key 分布、读写比、values 内存大小和你的数据形态影响。自己的机器、自己的负载，还是自己跑一遍最靠谱。

16KB 这类更大的值，我没有拿来凑平均数。这个尺寸下更容易碰到机器内存带宽上限，结果反映的是平台，而不只是缓存实现。

升级

当前正式版是 3.0.1。3.0.0 的主要读路径改造、API 和兼容性变化都已经包含在其中。

pecl upgrade yac

# 或者
pie install laruence/yac

# 源码安装指定版本
curl -LO https://github.com/laruence/yac/archive/refs/tags/3.0.1.tar.gz
tar xf 3.0.1.tar.gz && cd yac-3.0.1
phpize && ./configure && make && sudo make install

升级前建议搜一下配置：

grep -R "yac.serializer|enable-json|enable-msgpack|enable-igbinary" /etc/php* 2>/dev/null

找到就删掉。依赖 dump() 做分析的脚本，也要从 embedded 切到 loc，并注意 3.0 返回的 key 不再带 prefix。

Windows DLL 目前提供到 PHP 8.5：https://github.com/laruence/yac/releases/

最后

Yac 还是那个 Yac， 但是速度快了40%以上，升级试试吧。

项目地址：https://github.com/laruence/yac