PHP内核分析

OPCODE
opcode是计算机指令中的一部分，用于指定要执行的操 作， 指令的格式和规范由处理器的指令规范指定。 除了指令本身以外通常还有指令所需要的操作数， 可能有的指令不需要显式的操作数。 这些操作数可能是寄 存器中的值，堆栈中的值，某块内存的值或者IO端口中的 值等等。 opcode还有另一种称谓: 字节码(byte codes)。 例如Java 虚拟机(JVM)，.NET的通用中间语言 (CIL: Common Intermeditate Language)等等。 PHP的opcodePHP中的opcode则属于前面介绍中的后着， PHP是构建在 Zend虚拟机(Zend VM)之上的。 PHP的opcode就是 Zend虚拟机中的指令。
BNF in php bison
statement: unticked_statement { D O_TICKS(); } //无标记 | T_STRING ' :' { zend _do _lab el (&$1 TSRMLS_CC); } //有标记 用于 go to ; untic ked _statement: .... | T_PRINT expr { zend_do _pri nt(&$$, &$2 TSRMLS_CC ); } | T_ECH O ec ho_expr _li st ' ;' ec ho _expr _li st: ec ho_expr _li st ' ,' expr { zend _do_ec ho (&$3 TSRMLS_CC); } | expr { zend _do _ec ho (&$1 TSRML S_CC); } ;
BNF example
这是用BNF来定义的Java语言中的 For语句的实例： FOR_STATEMENT ::= "for" "(" ( variable_declaration | ( expression ";" ) | ";" ) [ expression ] ";" [ expression ] ")" statement
二 PHP生命周期和SAPI
PHP生命周期主要有四个阶段： MINIT RINIT RSHUTDOWN MSHUTDOபைடு நூலகம்N 模块初始化 请求初始化,模块激活 请求关闭 模块关闭,销毁资源
SAPI
SAPI全称是Server Application Programming Interface， 也就是服务端应用编程接口，sapi通过一系列钩子函数，使得 php可以和外围交互数据，这是php非常优雅和成功的一个 设计，通过sapi成功的将php本身和上层应用解耦隔离， php可以不再考虑如何针对不同应用进行兼容，而应用本身 也可以针对自己的特点实现不同的处理方式
Zend Hash
键(key)：用于操作数据的标示，例如 PHP数组中的索引， 或者字符串键等等。 槽(slot/bucket)：哈希表中用于保存数据的一个单元， 也就是数据真正存放的容器。 哈希函数(hash function)：将key映射(map)到数据应该存 放的slot所在位置的函数。 哈希冲突(hash collision)：哈希函数将两个不同的key映射 到同一个索引的情况。
refcount & copy on write
refcount 引用计数在内存回收、字符串操作等地方使用非常广泛。 Php中的变量就是引用计数的典型应用 Zval的引用计数通过成员变量 is_ref和ref_count实现，通过引用计数，多个变量可以共享同一份数据。 避免频繁拷贝带来的大量消耗,在进行赋值操作时，zend将变量 指向相同的zval同时ref_count++，在unset操作时，对应的 ref_count-1。只有ref_count减为0时才会真正执行销毁操作,如果是引用赋 值， 则zend会修改is_ref为1 copy on write 写时复制 当试图写入一个变量时，Zend若发现该变量指向的zval被多个变量共 享， 则为其复制一份ref_count为1的zval，并递减原zval的refcount， 这个过程称为“zval分离”。可见，只有在有写操作发生时zend才进行拷贝 操作， 因此也叫copy-on-write(写时拷贝)对于引用型变量，其要求和非引用型相 反， 引用赋值的变量间必须是捆绑的，修改一个变量就修改了所有捆绑变量。
四 变量和数组实现原理
PHP是弱类型语言，这并不表示 PHP没有类型，在 PHP 中，存在8种变量类型，可以分为三类 标量类型： boolean、 integer、float(double)、string 复合类型： array、object 特殊类型： resource、NULL
变量
变量在PHP内核中以zval来保存. zval是zend中另一个非常重要的数据结构，用来标识并实现php变量 typedef struct _zval_struct zval; struct _zval_struct { zvalue_value value; /* value */ zend_uint refcount__gc; zend_uchar type; /* active type */ zend_uchar is_ref__gc; }; typedef union _zvalue_value { long lval; /* long value */ double dval; /* double value */ struct {char *val; int len;} str; HashTable *ht; /* hash table value */ zend_object_value obj; } zvalue_value;
词法分析和语法分析
编程语言的编译器(compiler)或解释器(interpreter)一般包括两大部分： 读取源程序，并处理语言结构。 处理语言结构并生成目标程序。 Lex和Yacc可以解决第一个问题。 第一个部分也可以分为两个部分： 将代码切分为一个个的标记(token)。 处理程序的层级结构(hierarchical structure)。 Lex和Yacc是Unix下的两个文本处理工具， 主要用于编写编译器， 也可以做其他用途。 Lex(词法分析生成器:A Lexical Analyzer Generator)。 Yacc(Yet Another Compiler-Compiler) php使用的是re2c(词法分析) & bison(BNF描述语法,语法分析 ,兼容yacc) zend_language_scanner.l re2c -> zend_language_scanner.c zend_language_parser.y bison -> zend_language_parser.c
数组
数组是PHP中最常用，也是最强大变量类型， 它可以存储其他类型的数据，而且提供各种内置操作函 数。 数组的存储相对于其他变量要复杂一些， 数组的值存储在zvalue_value.ht字段中， 它是一个HashTable类型的数据。 PHP的数组使用哈希表来存储关联数据。 哈希表是一种高效的键值对存储结构。 PHP的哈希表实现中使用了两个数据结构HashTable和 Bucket。 PHP所有的工作都由哈希表实现， 在下节HashTable中将进行哈希表基本概念的介绍以及 PHP 的 哈希表实现。
Zend Hash
typedef struct _hashtable { uint nTableSize; // hash Bucket的大小，最小为8， 以2x增长。 uint nTableMask; // nTableSize-1 ， 索引取值的优化 uint nNumOfElements; // hash Bucket中当前存在的元素个 数，count()函数会直接返回此值 ulong nNextFreeElement; // 下一个数字索引的位置 Bucket *pInternalPointer; // 当前遍历的指针 （foreach比for快的原因之一） Bucket *pListHead; // 存储数组头元素指针 Bucket *pListTail; // 存储数组尾元素指针 Bucket **arBuckets; // 存储hash数组 dtor_func_t pDestructor; zend_bool persistent; unsigned char nApplyCount; // 标记当前hash Bucket被 递归访问的次数（防止多次递归） zend_bool bApplyProtection;// 标记当前hash桶允许不 允许多次访问，不允许时，最多只能递归3次 #if ZEND_DEBUG int inconsistent; #endif } HashTable
单线程SAPI Life Cycle(cli)
多线程SAPI Life Cycle(apache)
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三 Zend Engine
Zend Engine 是一个开源脚本引擎 (一个虚拟机)，因作为PHP语言的重要核 心而闻名。它原由仍在以色列技术学院的学生 Andi Gutmans 与 Zeev Suraski 所开发。他们之后在以色列的 Ramat Gan 创立了 Zend技术公司。 Zend 一名为他们名字 Zeev 和 Andi 所组成的新字。 目前版本为Zend引擎 II. Zeng Engine就是把 PHP 的边解释边执行的运行方式改为先进行预编译 (Compile)，然后再执行(Execute) 编译：zend_compile php-src→Token → parse→ OPCODE 执行：zend_execute zend engine 根据OPCODE 找到对应Handler处理