深入理解PHP原理之Opcodes(PHP执行代码会经过的4个步骤是什么)

一、总结

一句话总结:

1.Scanning(Lexing) ,将PHP代码转换为语言片段(Tokens)
2.Parsing, 将Tokens转换成简单而有意义的表达式
3.Compilation, 将表达式编译成Opocdes
4.Execution, 顺次执行Opcodes,每次一条,从而实现PHP脚本的功能。

1、什么是Lexing(将PHP代码转换为语言片段(Tokens))?

Lex就是一个词法分析的依据表。

Zend/zend_language_scanner.c会根据Zend/zend_language_scanner.l(Lex文件),来输入的 PHP代码进行词法分析,从而得到一个一个的“词”,PHP4.2开始提供了一个函数叫token_get_all,这个函数就可以讲一段PHP代码 Scanning成Tokens;

2、Opcodes优化的方式是什么?

使用Cache 缓存Opcodes,直接执行,不用重复生成Opcodes

现在有的Cache比如APC,可以使得PHP缓存住Opcodes,这样,每次有请求来临的时候,就不需要重复执行前面3步,从而能大幅的提高PHP的执行速度

二、深入理解PHP原理之Opcodes(转)

转自:http://www.laruence.com/2008/06/18/221.html

最近要给Yahoo的同事们做一个关于PHP和Apache处理请求的内部机制的讲座,刚好写了些关于Opcodes的文字,就发上来了,这个文章基于 Sara Golemon大师的《Understanding OPcode》

Opcode是一种PHP脚本编译后的中间语言,就像Java的ByteCode,或者.NET的MSL,举个例子,比如你写下了如下的PHP代码:

  1. <?php
  2. echo "Hello World";
  3. $a = 1 + 1;
  4. echo $a;
  5. ?>

PHP执行这段代码会经过如下4个步骤(确切的来说,应该是PHP的语言引擎Zend)

  1. 1.Scanning(Lexing) ,将PHP代码转换为语言片段(Tokens)
  2. 2.Parsing, 将Tokens转换成简单而有意义的表达式
  3. 3.Compilation, 将表达式编译成Opocdes
  4. 4.Execution, 顺次执行Opcodes,每次一条,从而实现PHP脚本的功能。

题外话:现在有的Cache比如APC,可以使得PHP缓存住Opcodes,这样,每次有请求来临的时候,就不需要重复执行前面3步,从而能大幅的提高PHP的执行速度。

那什么是Lexing? 学过编译原理的同学都应该对编译原理中的词法分析步骤有所了解,Lex就是一个词法分析的依据表。 Zend/zend_language_scanner.c会根据Zend/zend_language_scanner.l(Lex文件),来输入的 PHP代码进行词法分析,从而得到一个一个的“词”,PHP4.2开始提供了一个函数叫token_get_all,这个函数就可以讲一段PHP代码 Scanning成Tokens;
如果用这个函数处理我们开头提到的PHP代码,将会得到如下结果:

  1. Array
  2. (
  3. [0] => Array
  4. (
  5. [0] => 367
  6. [1] => Array
  7. (
  8. [0] => 316
  9. [1] => echo
  10. )
  11. [2] => Array
  12. (
  13. [0] => 370
  14. [1] =>
  15. )
  16. [3] => Array
  17. (
  18. [0] => 315
  19. [1] => "Hello World"
  20. )
  21. [4] => ;
  22. [5] => Array
  23. (
  24. [0] => 370
  25. [1] =>
  26. )
  27. [6] => =
  28. [7] => Array
  29. (
  30. [0] => 370
  31. [1] =>
  32. )
  33. [8] => Array
  34. (
  35. [0] => 305
  36. [1] => 1
  37. )
  38. [9] => Array
  39. (
  40. [0] => 370
  41. [1] =>
  42. )
  43. [10] => +
  44. [11] => Array
  45. (
  46. [0] => 370
  47. [1] =>
  48. )
  49. [12] => Array
  50. (
  51. [0] => 305
  52. [1] => 1
  53. )
  54. [13] => ;
  55. [14] => Array
  56. (
  57. [0] => 370
  58. [1] =>
  59. )
  60. [15] => Array
  61. (
  62. [0] => 316
  63. [1] => echo
  64. )
  65. [16] => Array
  66. (
  67. [0] => 370
  68. [1] =>
  69. )
  70. [17] => ;
  71. )

分析这个返回结果我们可以发现,源码中的字符串,字符,空格,都会原样返回。每个源代码中的字符,都会出现在相应的顺序处。而,其他的比如标签,操作符,语句,都会被转换成一个包含俩部分的Array: Token ID (也就是在Zend内部的改Token的对应码,比如,T_ECHO,T_STRING),和源码中的原来的内容。
接下来,就是Parsing阶段了,Parsing首先会丢弃Tokens Array中的多于的空格,然后将剩余的Tokens转换成一个一个的简单的表达式

  1. 1.echo a constant string
  2. 2.add two numbers together
  3. 3.store the result of the prior expression to a variable
  4. 4.echo a variable

然后就改Compilation阶段了,它会把Tokens编译成一个个op_array, 每个op_arrayd包含如下5个部分:

  1. 1.Opcode数字的标识,指明了每个op_array的操作类型,比如add , echo
  2. 2.结果 存放Opcode结果
  3. 3.操作数1 给Opcode的操作数
  4. 4.操作数2
  5. 5.扩展值 1个整形用来区别被重载的操作符

比如,我们的PHP代码会被Parsing成:

  1. * ZEND_ECHO 'Hello World'
  2. * ZEND_ADD ~0 1 1
  3. * ZEND_ASSIGN !0 ~0
  4. * ZEND_ECHO !0

呵呵,你可能会问了,我们的$a去那里了?

恩,这个要介绍操作数了,每个操作数都是由以下俩个部分组成:

  1. a)op_type : 为IS_CONST, IS_TMP_VAR, IS_VAR, IS_UNUSED, or IS_CV
  2. b)u,一个联合体,根据op_type的不同,分别用不同的类型保存了这个操作数的值(const)或者左值(var)

而对于var来说,每个var也不一样

IS_TMP_VAR, 顾名思义,这个是一个临时变量,保存一些op_array的结果,以便接下来的op_array使用,这种的操作数的u保存着一个指向变量表的一个句柄(整数),这种操作数一般用~开头,比如~0,表示变量表的0号未知的临时变量

IS_VAR 这种就是我们一般意义上的变量了,他们以$开头表示

IS_CV 表示ZE2.1/PHP5.1以后的编译器使用的一种cache机制,这种变量保存着被它引用的变量的地址,当一个变量第一次被引用的时候,就会被CV起来,以后对这个变量的引用就不需要再次去查找active符号表了,CV变量以!开头表示。

这么看来,我们的$a被优化成!0了。

 

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