qiantin 发表于 2015-8-24 15:34:43

理解php原理的opcodes(操作码)

  今天读了风雪之隅的一篇文章(深入理解PHP原理之Opcodes),发现自己对php的原理基本上都不了解,特别是深层的~呵呵,继续努力~

  把这篇博文自己的理解记录下来,加深理解~

  Opcondes是一种php脚本编译后的中间语言,就像Java的Byte Code,或者.NET 的MSL 。(都没了解过~)

  举个文中的例子  

  <?php   
     echo "Hello World";   
     $a = 1 + 1;   
   echo $a;
  ?>  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.Scanning(Lexing) (扫描),将PHP代码转换为语言片段(Tokens)
  2.Parsing(语法分析), 将Tokens转换成简单而有意义的表达式
  3.Compilation(编译), 将表达式编译成Opocdes
  4.Execution(执行编译后的结果), 顺次执行Opcodes,每次一条,从而实现PHP脚本的功能。

  其中他还提到一句:“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。 ” 这可能是php执行速度比较快的原因之一吧~  
  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:

[*]Array
[*](
[*]    => Array
[*]      (
[*]          => 367
[*]          =>Array
[*]      (
[*]             => 316
[*]             => echo
[*]      )
[*]    => Array
[*]      (
[*]             => 370
[*]             =>
[*]      )
[*]    => Array
[*]      (
[*]             => 315
[*]             => "Hello World"
[*]      )
[*]    => ;
[*]    => Array
[*]      (
[*]             => 370
[*]             =>
[*]      )
[*]    => =
[*]    => Array
[*]      (
[*]             => 370
[*]             =>
[*]      )
[*]    => Array
[*]      (
[*]             => 305
[*]             => 1
[*]      )
[*]    => Array
[*]      (
[*]             => 370
[*]             =>
[*]      )
[*]    => +
[*]    => Array
[*]      (
[*]             => 370
[*]             =>
[*]      )
[*]    => Array
[*]      (
[*]             => 305
[*]             => 1
[*]      )
[*]    => ;
[*]    => Array
[*]      (
[*]             => 370
[*]             =>
[*]      )
[*]    => Array
[*]      (
[*]             => 316
[*]             => echo
[*]      )
[*]    => Array
[*]      (
[*]             => 370
[*]             =>
[*]      )
[*]    => ;
[*])
  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.echo a constant string
[*]2.add two numbers together
[*]3.store the result of the prior expression to a variable
[*]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.Opcode数字的标识,指明了每个op_array的操作类型,比如add , echo
[*]2.结果       存放Opcode结果
[*]3.操作数1给Opcode的操作数
[*]4.操作数2
[*]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:

[*]* ZEND_ECHO   'Hello World'
[*]* ZEND_ADD       ~0 1 1
[*]* ZEND_ASSIGN!0 ~0
[*]* 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:

[*]a)op_type : 为IS_CONST, IS_TMP_VAR, IS_VAR, IS_UNUSED, or IS_CV
[*]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。
  
  本文原地址: http://www.laruence.com/2008/06/18/221.html

  
  总结:

  1.php的执行顺序是:-> php程序

  -> 被Scanning(扫描转换为Tokens(语言片段))
  -> 被Parsing(语法分析,将Tokens转换成简单而有意义的表达式)
  -> Compilation(编译,将表达式编译成Opocdes(操作码))   
  -> Execution(顺序执行编译后的结果)
  
  2. APC(Alternative PHP Cache)的缓存机制可以缓存住Opcodes,这样,下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。这可能是php执行速度比较快的原因之一

  
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