PHP7でSplFixedArrayの存在価値はどうなったか

PHP7から、キーが0から始まる連番のarrayについて、内部的には連続したメモリ領域を使う純粋配列となり、パフォーマンスが大幅に向上しました。

PHP7で変わること ——言語仕様とエンジンの改善ポイント

一方、SplFixedArrayという、高速・省メモリが売りの固定長の純粋配列クラスがPHP5.3の頃からあります。

PHP: SplFixedArray - Manual

PHP7になって、SplFixedArrayのarrayに対する強みがどうなったのか、検証してみました。

検証内容

arrayとSplFixedArrayそれぞれで、100万件のintをセット、ゲット、foreachで回し、速度とメモリ使用量を確かめました。

前提条件

• 仮想マシン（VMware Player）
• CPU 1コア
• メモリ 1GB
• OS CentOS 7.1
• PHP v7.0.10
• CLIで実行

検証コード

array

array.php

$num = 1000000;
$array = [];

$start = microtime(true);
for($i = 0; $i < $num; ++$i) {
    $array[$i] = $i;
}
$addTime = microtime(true) - $start;

$memoryPeakUsage = memory_get_peak_usage(false);
$memoryPeakUsageReal = memory_get_peak_usage(true);

$start = microtime(true);
for($i = 0; $i < $num; ++$i) {
    $array[$i];
}
$getTime = microtime(true) - $start;

$start = microtime(true);
foreach($array as $i) {

}
$foreachTime = microtime(true) - $start;

SplFixedArray

SplFixedArray.php

$num = 1000000;
$array = new SplFixedArray($num);

$start = microtime(true);
for($i = 0; $i < $num; ++$i) {
    $array[$i] = $i;
}
$addTime = microtime(true) - $start;

$memoryPeakUsage = memory_get_peak_usage(false);
$memoryPeakUsageReal = memory_get_peak_usage(true);

$start = microtime(true);
for($i = 0; $i < $num; ++$i) {
    $array[$i];
}
$getTime = microtime(true) - $start;

$start = microtime(true);
foreach($array as $i) {

}
$foreachTime = microtime(true) - $start;

結果

10回試行し、最大値と最小値を除く8つのデータの平均値で算出。

	array	SplFixedArray
データのセット（秒）	0.043141692876816	0.034425288438797
データのゲット（秒）	0.02352038025856	0.030383437871933
foreach（秒）	0.011791378259659	0.029610127210617
メモリ（Byte）	33912008	16356568
リアルメモリ（Byte）	35655680	18100224

考察

データのセットはSplFixedArrayに、データのゲットはarrayに軍配があがりました。

興味深いのはforeachで、3倍弱ほどarrayが速くなっています。
メモリ上の連続領域に格納されているデータに、シーケンシャルにアクセスするのが速いのはわかりますが、SplFixedArrayはどんなデータ構造なのか。おそらくCで書かれていると思うので、ソースコードを見れば何かわかりそう。

メモリは2倍ほどSplFixedArrayがコストが安いです。これはさすがといったところ。

Readが多いデータはarrayで、Writeも入るデータやメモリに関して制約が厳しい場合はSplFixedArrayで、といったところでしょうか。

ただし、SplFixedArrayはオブジェクト生成のコストも考慮する必要があります。