这是yhustc帮烂桔搞定AC自动机的过程。上次在PHPX上看到也有人用PHP实现了一个，但我估计在大并发的时候，效率也不会高到哪里去。PHP纯处理字符串效率毕竟还是不咋地。。如果用perl呢？没试过。。。。还是看一下yhustc怎么实现在的吧。
yhustc的网址是：http://www.yhustc.com ，yhustc在文中还提到了twisted，我没用过这个玩意，后来google了一下，发现还是很迷糊。
原文内容如下：
橘子有个网站，访问量大约每天500万PV，为了怕被屏蔽，需要对一系列敏感词进行过滤（超过1200个词），然后才输出内容给用户。
替 换给定关键词的功能，每种编程语言都有，PHP的最强大。基于正则匹配替换的大家都有，就不提了。基于精确匹配的字符串替换，PHP的 str_replace函数可以根据给定的数组，一次函数调用对多关键词进行匹配。自然橘子用的也是这个咯（如果使用的是for i < 1200 顺序的循环，基本系统效率可以无视了
）。可是现在问题出现了：系统负载非常高，而且是持续的高，晚上10点的高峰期CPU一直100%的满负荷运行。
要优化性能，就需要一步步的分析瓶颈在什么地方：
1、 由于橘子说有些关键词以后没准会解封，所以不想把原始内容就保存为带上一堆****这样子。因此原始内容都保存的好好的，那么给用户输出的，是每次过滤过 后的结果。那么这里自然有个问题，就是相同的内容，针对每个用户都被过滤了一次，这不明摆着的CPU浪费嘛。我说你可以考虑空间换时间， 加硬盘后上缓存，一定时间内都只过滤一次，其他用户都读缓存即可，这样计算开销几乎全部省下来了。但是橘子哭穷啊，SSD的硬盘两千多一块。IDE的插上 去就得给机器断点，现在百度正在考验自己的站点，这个电断不得（如果IDC够好的话，夜里换其实没啥问题，偏偏他的IDC技术不照
）。那行，看来还是只能每次都过滤了，你爱折腾我也没办法。
2、分析一下PHP的str_replace，他既然支持多关键词的数组输入，说明内部肯定是一个AC自动机。 什么是AC自动机，大家请自行google并学习，我就不长篇大论了。本来多关键字替换的应用，AC自动机是最好的选择，但是为啥他的服务器负责就是居高 不下呢？这与PHP的实现机制有关，PHP的生命周期是一个WEB请求，那么每个用户请求页面时，调用一次str_replace。即使输入的数组是一摸 一样的，也必须重新构建一个AC自动机的搜索树，这个搜索树初始化的计算开销以及内存开销乘以并发数，严重降低了系统性能。（也不全是PHP生命周期引发 的，主要是因为AC自动机是封装在str_replace内部实现的，即使是串行的调用，相同输入仍然会每次都初始化自己的搜索树）
那么我们现在的问题就很明确了：实现一个全局的AC自动机，用他来处理所有的请求即可。这个任务PHP是没法执行了，加之要找AC自动机的相关模块才能自己二次开发，选定了python来干这个事情。https://hkn.eecs.berkeley.edu/~dyoo/python/ahocorasick/ 这里是python的AC自动机的模块，非常的简单易用，看看就会。
读 取关键词列表，添加关键词，构建搜索树，OK！测试一下关键词的搜索效果，windows平台下10000次的循环搜索，python的程序比直接用 PHP的str_replace执行时间缩短了200倍，当时震惊的一塌糊涂！！（不过这跟PHP在windows平台执行效率低也有关系，linux上 面明显要快非常多）
话不多说，把python的程序封装到一个Socket TCP Server里面，这样便于WEB的PHP程序通过套接口请求服务，把原文发过来，过滤后又发回去，这样就实现了一次过滤。
高高兴兴的把程序发给橘子，结果一上服务器，反而比先前的PHP str_replace效率还差。
3、这时候才想到一个问题，我做的测试是串行执行的，只能算运行总时间。如果要上web上面应用，需要考虑并发问题。也就是需要ab测试。ab -c 500 -n 500测试了一把，果不其然，效率忒低。继续分析，我觉得是高并发情况下，python那个简单封装的TCPServer不够用。线程开销和阻塞式的服务 模式拖低了系统效率。为什么会有这种问题，请问自己“你写的http server能跟apache比不？”这里面的性能优化太高深，搞不明白，怎么办呢？我们需要站在巨人的肩膀上才行。于是想到可以用Twisted库来构建自己的TCP Server。什么是Twisted？也请自行google，并且学习一下。
把TCP的服务器用Twisted改写了之后，AB测试了一把，大大的有惊喜：
PHP的str_replace版本
ab -c 500 -n 500 str_version.php
Requests per second: 165.86 [#/sec] (mean)
Time per request: 3014.552 [ms] (mean)
Time per request: 6.029 [ms] (mean, across all concurrent requests)
PHP + python的旧版本的tcp server + AC自动机
ab -c 500 -n 500 old_ac_filter.php
Requests per second: 165.06 [#/sec] (mean)
Time per request: 3029.286 [ms] (mean)
Time per request: 6.059 [ms] (mean, across all concurrent requests)
PHP + python的twisted版本的tcp server + AC自动机
ab -c 500 -n 500 twisted_ac_filter.php
Requests per second: 620.93 [#/sec] (mean)
Time per request: 805.246 [ms] (mean)
Time per request: 1.610 [ms] (mean, across all concurrent requests)
高并发的情况下，每秒处理的请求数提升了4倍，效果那不是盖的。
晚上十点，又迎来了一个访问量的高峰，情况非常稳定，橘子回报：
“之前这个点都是满负载跑-，- -v-而且还是关闭了在线统计功能的情况下”
“现在我把在线统计打开了，cpu也就50%左右”
反正是够用了，就优化到此为止吧。
其实这个需求，还有进一步优化的余地，空间换时间+全局的AC自动机，可以把系统性能提高若干数量级。
大 致思路是：在内容刚刚产生的时候PHP通过UDP消息把需要处理的东西发送给python程序，python实现一个两个线程的生产消费者模式的工作进 程。消费线程每次取出消息槽里面一个需要处理的请求，使用一个全局的AC自动机对内容进行处理，然后存放起来，继续处理下一个请求，当没有请求的时候就阻 塞住。生产线程是一个UDP的server，收到数据后就给消息槽添加一个请求数据，并且给消费线程发送信号激活它工作。如此往复即可。
--EOF--
小知识：
Twisted是一个事件驱动的网络框架，它由Python写成，基于MIT授 权协议。Twisted支持各种各样的底层协议，比如：TCP，UDP,SSL/TLS,多地址传输，Unix socket等，以及HTTP，NNTP,IMAP,SSH,IRC,FTP等其他高级协议。有了这些支持相当于有了一个强有力的基础，你可以用它来开发 诸如web server,Mail server，即时通讯软件 等等。
这里还有一个简单的教程（繁体字）
http://ez2learn.com/index.php/python-tutorials/twisted-tutorials
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