LAMP vs. LAMP──mod_perlとmod_phpのパフォーマンス比較：Validation Case Study

ダイナミックWebサイトの構築ではPerlとPHPが広く使われている。では、mod_perlとmod_phpのパフォーマンスはどちらがよいのだろうか。ちょっとしたテストをしてみたので報告する。

[Keith-Winston，Open Tech Press]

　ダイナミックWebサイトの構築ではPerlとPHPが広く使われている。なにしろ、LAMPスタック（Linux、Apache、MySQL、 Perl/PHP/Python）に含まれる「P」の3分の2なのだ。それでは、通常のWebプログラミングでは、mod_perlとmod_phpのパフォーマンスはどちらがよいのだろうか。ちょっとしたテストをしてみたので報告する。

　テストは、一般にWebホストとして提供されていると思われる環境で行った。テストで使用したCompaq ProLiant DL380の仕様とソフトウェアは、次のとおり。

Pentium III 700MHz
1Gバイト RAM
Red Hat Enterprise Linux 3
Apache 2.0.46
MySQL 3.23.58
Perl 5.8.0
PHP 4.3.2

　テストに使ったPerlとPHPのプログラムは、それぞれ、HTMLを生成するものとMySQLデータベースを読んで更新するものの2本で、出力はもちろん同じ。ロジックもできるだけ近似させてある。

　HTML生成テストでは、1から1024までカウントしながらHTMLを1行画面に書き出すプログラムを、次の5とおりの負荷条件で実行した。

1 HTTPリクエスト
100 HTTPリクエスト（順次）
100 HTTPリクエスト（10本ずつ同時処理）
1000 HTTPリクエスト（順次）
1000 HTTPリクエスト（10本ずつ同時処理）

　MySQLテストでは、5000件のレコードを含むテーブルを読んで更新するHTTPリクエストを1つ実行した。MySQLとのやり取りには、標準PHPインタフェースとPerl DBIを使った。テストに使ったテーブルの構造は次のとおり。

+----------+----------+------+-----+--------+----------------+
|フィールド|  タイプ  | Null |キー | 既定値 | そのほかの特性 |
+----------+----------+------+-----+--------+----------------+
| id       | int(11)  |      | PRI | NULL   | auto_increment |
| junktext | char(30) |  可  |     | NULL   |                |
+----------+----------+------+-----+--------+----------------+

　5000件のレコードは、次のように初期化した。

+-------+--------------------------------+
| id    | junktext                       |
+-------+--------------------------------+
| 1     | XXXXXXXXX0XXXXXXXXX0XXXXXXXXX0 |
+-------+--------------------------------+

　テストに使ったプログラムは前記のテーブルからレコードを読み、junktext列を小文字に変換して書き戻す。従って、このテストでは、データベースドライバの特性と、PerlとPHPのオーバーヘッドを測定することになる。

　LAMPスタックのコンポーネントはRed Hatが配布しているものをそのまま用い、チューニングはしなかった。利用者がWebホストのシステムコンポーネントを変更できることはめったにないからだ。コードを見てみたい読者のために、Perl HTMLテストコード、Perl MySQLテストコード、PHP HTMLテストコード、PHP MySQLテストコードを公開しておく。

テスト結果

　ApacheBenchプログラム（バージョン 2.0.40）――標準Apacheパッケージに含まれているツールで、HTTPリクエストが処理され結果が戻るまでの時間を測定し総和と平均を表示する――を使い、スクリプトを3回実行して平均を取った。テストは、すべて、内部ネットワーク上で行っている。従って、クライアントもサーバも、絶えず変動するインターネット環境からの影響は受けていない。

　比較の基準とするため、Perlプログラムを通常のCommon Gateway Interface（CGI）プログラムとした場合もテストした。CGIはダイナミックWebコンテンツを制作するために最初に使われた手法の一つであり、今でもWebの魔法は多くのCGIプログラムが支えている。しかし、リクエストごとに新しいプロセスを生成しPerlインタープリターをロードするため、大量のメモリを消費するという欠点がある。これに対して、mod_perlのインタープリタはApacheの中にある。mod_perlも mod_phpも、そのページを処理しているApacheプロセスの中で動作するため効率的に実行できるのだ。

　Perl CGI、mod_perl、mod_phpのテスト結果は次のとおり。第1列で、HTTPの後の数字は、そのテストにおけるリクエストの数。その数字の後にあるcは、そのテストでリクエストが10本ずつ同時処理されたことを表す。時間の単位はすべて秒（小さい方がよい）である。

HTML生成テスト CGI mod_perl mod_php HTTP-1 0.1607 0.2392 0.1711 HTTP-100 16.6229 2.4346 1.6607 HTTP-100c 16.4683 1.8337 1.5694 HTTP-1000 160.8190 16.2288 16.6460 HTTP-1000c 161.1753 17.2127 15.6850

MySQLテスト CGI mod_perl mod_php MySQL-rw 1.8157 1.4807 1.2189

テスト結果のまとめ

　まず、言語が備えるオブジェクト指向機能の使用、サードパーティーのモジュールまたはセッションの混入、ストレージタイプの違いが結果に影響した可能性があることをお断りしておく。

　今回のテスト結果からは、多くの一般的Webプログラミングで、PHP（mod_php）のパフォーマンスはPerl（mod_perl）よりもわずかに高いと結論される。HTML生成実験のほとんどで、またMySQL実験で、PHPはPerlをわずかだが凌いでいる。ただし、MySQLの結果はインタープリターというよりもデータベースドライバの特性を反映したものだろう。

　予想どおりのことだが、標準CGIに比べると、mod_perlもmod_phpも圧倒的なパフォーマンスを示した。標準CGIはスケーラビリティーが悪いだけでなく、同時処理をしても効果がない。ちょっと負荷が高くなるだけでサーバはお手上げになるだろう。

　mod_perlには面白い特徴がある。その1つは、Perlプログラムをコンパイルし次回の使用に備えてメモリ上にキャッシュする点。従って、負荷が高まるにつれパフォーマンスが良くなる。例えば、今回のテストでは前述のように同じテストを3回繰り返して平均したのだが、後続の2回のテストは常に最初のものより速くなった。時間をおいてテストすれば、キャッシュはクリアされ、mod_perlはプログラムを再度コンパイルすることになる。図に示した値は3回連続テストによるものである。

　また、mod_perlはPerlコードをApache構成ファイルに埋め込むことができ、ダイナミック・サーバ構成の選択肢が広い。PHPに同様の機能はない。

　PHPは、テスト方法にかかわらず一貫したパフォーマンスを示した。はじめからダイナミックWeb言語として設計されているため、その点で優れた特性を持っているのである。

　チューニングが可能であれば、PerlもPHPも、Apacheで使うときのパフォーマンスを改善する方法がいろいろある。Perlでは、FastCGIモジュールがあるし、PHPキャッシュアクセサレーターには、プロプライエタリのもの、無償のもの、オープンソースのものがある。ただし、高度なオプションであり、設定は難しい。

勝負は互角

　PerlもPHPも、Webアプリケーションを作るための堅牢で強力な言語だ。小規模から中規模クラスのアプリケーションを作る限り、実感できるようなパフォーマンスの違いはないだろう。しかし、巨大なトラフィックが想定されるアプリケーションでも、同じとは限らない。多くの要因が絡んでくるからだ。

　結論――PerlでもPHPでも、どちらでもよい。

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