深入浅出PHP(Exploring PHP)

我积极解决

　　一直以来，横观国内的PHP现状，很少有专门介绍PHP内部机制的书。呵呵，我会随时记录下研究的心得，有机会的时候，汇总成书。:)
　　今天这篇，我内心是想打算做为一个导论：
　　PHP是一个被广泛应用的脚本语言，因为它的成功，所以很多时候，我们应用PHP的时候是更不不需要考虑底层到底是怎么实现的。我相信大多数的 PHP程序 员是不会去考虑这一点的。从我接触PHP开始，到今天也就是3年，这三年里，前俩年我一直都是在”用”PHP，每次写出来一段脚本，我就会想“恩，不用担 心，PHP解释器会知道我想做什么的”，直到去年来到雅虎，接受了一个工作，是做一个PHP的Extension，从这个时候开始，我就好奇于新接触的一 大堆的新鲜事物，zend, TSRM, zval, hashtable, op_array…
　　于是我到处查阅资料，每次获得一篇好的文章，或者一段好的文字我就会如获珍宝，打印保存起来，细细研读。我发现，国内关于PHP内部的资料真是少的 可怜， 不知道是因为懂得的人多但是不愿意分享，还是懂得的人本来就少，所以，这条路，我走的很辛苦。于是，就会有了这篇文章。
　　在这篇文章中，我会从整个PHP的执行期入手，大致的介绍下各个阶段，词法分析，语法分析，op code等等，以后的文章我会再详细介绍每个阶(当然，如果你急不可耐的想知道详细，呵呵，那么可以直接联系我)。
　　从最初我们编写的PHP脚本->到最后脚本被执行->得到执行结果，这个过程，其实可以分为如下几个阶段（鄙视：CSDN不能上图）：
　　首先，Zend Engine(ZE)，调用词法分析器(Lex生成的，源文件在 Zend/zend_language_sanner.l), 将我们要执行的PHP源文件，去掉空格 ，注释，分割成一个一个的token。
　　然后，ZE会将得到的token forward给语法分析器(yacc生成, 源文件在 Zend/zend_language_parser.y)，生成一个一个的op code，opcode一般会以op array的形式存在，它是PHP执行的中间语言。
　　最后，ZE调用zend_executor来执行op array，输出结果。

ZE是一个虚拟机，正是由于它的存在，所以才能使得我们写PHP脚本，完全不需要考虑所在的操作系统类型是什么。ZE是一个CISC（复杂指令处理器）， 它支持150条指令（具体指令在 Zend/zend_vm_opcodes.h），包括从最简单的ZEND_ECHO(echo)到复杂的 ZEND_INCLUDE_OR_EVAL(include,require)，所有我们编写的PHP都会最终被处理为这150条指令(op code)的序列，从而最终被执行。　　那有什么办法可以看到我们的PHP脚本，最终被“翻译”成什么样的呢？ 也就是说，op code张的什么样子呢？ 呵呵，达到这个，我们需要重新编译PHP，修改它的compile_file和zend_execute函数。不过，在PECL中已经有这样的模块，可以 让我们直接使用了，那就是由 Derick Rethans开发的VLD (Vulcan Logic Dissassembler)模块。你只要下载这个模块，并把他载入PHP中，就可以通过简单的设置，来得到脚本翻译的结果了。具体关于这个模块的使用说 明－雅虎一下，你就知道^_^。
　　接下来，让我们尝试用VLD来查看一段简单的PHP脚本的中间语言。
　　原始代码：
<?php $i = “This is a string“; //I am comments echo $i.‘ that has been echoed to screen‘; ?>

　　采用VLD得到的op codes:
filename:/home/Desktop/vldOutOne.php function name: (null) number of ops: 7 line # op        fetch   ext operands 　　——————————————————————————————————————————-
2 0 FETCH_W local $0, ‘i‘ 1 ASSIGN $0, ‘This+is+a+string‘ 4 2 FETCH_R local $2, ‘i‘ 3 CONCAT ~3, $2,‘+that+has+been+echoed+to+screen‘ 4 ECHO ~3 6 5 RETURN 1 6 ZEND_HANDLE_EXCEPTION

　　我们可以看到，源文件中的注释，在op code中，已经没有了，所以不用担心注释太多会影响你的脚本执行时间（实际上，它是会影响ZE的词法处理阶段的用时而已）。
　　现在我们来一条一条的分析这段op codes，每一条op code 又叫做一条op_line，都由如下7个部分，在zend_compile.h中，我们可以看到如下定义：
struct _zend_op { opcode_handler_t handler; znode result; znode op1; znode op2; ulong extended_value; uint lineno; zend_uchar opcode; };

　　其中，opcode字段指明了这操作类型，handler指明了处理器，然后有俩个操作数，和一个操作结果。

• FETCH_W, 是以写的方式获取一个变量，此处是获取变量名”i”的变量于$0（*zval）。
  
• 将字符串”this+is+a+string”赋值(ASSIGN)给$0
  
• 字符串连接
  
• 显示
  

　　可以看出，这个很类似于很多同学大学学习编译原理时候的三元式，不同的是，这些中间代码会被Zend VM（Zend虚拟机）直接执行。
　　真正负责执行的函数是，zend_execute, 查看zend_execute.h:

• ZEND_API extern void (*zend_execute)(zend_op_array *op_array TSRMLS_DC);
  

　　可以看出， zend_execute接受zend_op_array*作为参数。

• struct _zend_op_array {
  
• /* Common elements */
  
• zend_uchar type;
  
• char *function_name;
  
• zend_class_entry *scope;
  
• zend_uint fn_flags;
  
• union _zend_function *prototype;
  
• zend_uint num_args;
  
• zend_uint required_num_args;
  
• zend_arg_info *arg_info;
  
• zend_bool pass_rest_by_reference;
  
• unsigned char return_reference;
  
• /* END of common elements */
  
• 
  
• zend_uint *refcount;
  
• 
  
• zend_op *opcodes;
  
• zend_uint last, size;
  
• 
  
• zend_compiled_variable *vars;
  
• int last_var, size_var;
  
• 
  
• zend_uint T;
  
• 
  
• zend_brk_cont_element *brk_cont_array;
  
• zend_uint last_brk_cont;
  
• zend_uint current_brk_cont;
  
• 
  
• zend_try_catch_element *try_catch_array;
  
• int last_try_catch;
  
• 
  
• /* static variables support */
  
• HashTable *static_variables;
  
• 
  
• zend_op *start_op;
  
• int backpatch_count;
  
• 
  
• zend_bool done_pass_two;
  
• zend_bool uses_this;
  
• 
  
• char *filename;
  
• zend_uint line_start;
  
• zend_uint line_end;
  
• char *doc_comment;
  
• zend_uint doc_comment_len;
  
• 
  
• void *reserved[ZEND_MAX_RESERVED_RESOURCES];
  
• };
  

　　可以看到，zend_op_array的结构和zend_function的结构很像（参看我的其他文章）， 对于在全局作用域的代码，就是不包含在任何function内的op_array,它的function_name为NULL。结构中的opcodes保 存了属于这个op_array的op code数组，zend_execute会从start_op开始，逐条解释执行传入的每条op code, 从而实现我们PHP脚本想要的结果。
下一次，我将介绍PHP变量的灵魂 – zval, 你将会看到PHP是如何实现它的变量传递，类型戏法，等等。