探究PHP底层

柔光的暖阳◎ 2022-06-13 06:47 151阅读 0赞

# [探究PHP底层][PHP]    #

# 1、PHP是什么？ #

> PHP 指的是我们从外面看到的一套完整的系统。这听起来有点糊涂，但其实并不复杂（PHP4 内部结构图）。从功能上来分：我们可以分为三部分：
> 
> 1、 解释器部分(Zend 以引擎)，负责对输入代码的分析、翻译和执行；  
> 2、 功能性部分(PHP功能函数以及扩展)，负责具体实现语言的各种功能（比如它的函数等等）；  
> 3、 接口部分(SAPI)，负责同 WEB 服务器的会话等功能。
> 
> Zend包括了第一部分的全部和第二部分的局部，PHP内核 包括了第二部分的局部和第三部分的全部。他们合起来称之为 PHP 包。Zend 构成了语言的核心，同时也包含了一些最基本的 PHP 预定义函数的实现。PHP 包（内核）则包含了所有创造出语言本身各种显著特性的模块。

![1332750357_5412.png][]

![Image 1][]

（PHP 内部结构图）

从内容模块上来分：我们可以分为四层体系结构：

> 1）Zend引擎：Zend整体用纯c实现，是php的内核部分，它将php代码翻译（词法、语法解析等一系列编译过程）为可执行opcode的处理并实现相应的处理方法、实现了基本的数据结构（如hashtable、oo）、内存分配及管理、提供了相应的api方法供外部调用，是一切的核心，所有的外围功能均围绕zend实现。
> 
> 2）Extensions扩展：围绕着zend引擎，extensions通过组件式的方式提供各种基础服务，我们常见的各种内置函数（如array系列）、标准库等都是通过extension来实现，用户也可以根据需要实现自己的extension以达到功能扩展、性能优化等目的（如贴吧正在使用的php中间层、富文本解析就是extension的典型应用）。
> 
> 3）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。
> 
> 4）上层应用： 这就是我们平时编写的php程序，通过不同的sapi方式得到各种各样的应用模式，如通过webserver实现web应用、在命令行下以脚本方式运行等等。

![1332756363_9015.jpg][]

**                                                                              （php结构 ）**

> 其架构思想：引擎(Zend)+扩展(ext)的模式:降低内部耦合
> 
>                          中间层(sapi):web server和php的通信接口， 隔绝web server和php。
> 
> 如果php是一辆车，那么
> 
> 车的框架就是php本身，即是我们外面看到一套完整系统。
> 
> Zend是车的引擎（发动机）
> 
> Ext下面的各种组件就是车的轮子
> 
> Sapi可以看做是公路，车可以跑在不同类型的公路上
> 
> 而一次php程序的执行就是汽车跑在公路上。
> 
> 因此，我们需要：性能优异的引擎+合适的车轮+正确的跑道

# 2、php生命周期 #

查看：[深入理解php底层：php生命周期][php_php] :[http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7377520][php_php]

# 3 、sapi #

>       如前所述，sapi通过通过一系列的接口，使得外部应用可以和php交换数据并可以根据不同应用特点实现特定的处理方法，我们常见的一些sapi有：
> 
> **1) 、apache2handler **:这是以apache作为webserver，采用mod\_php模式运行时候的处理方式，也是现在应用最广泛的一种。
> 
> **2)、cgi ：**这是webserver和php直接的另一种交互方式，也就是大名鼎鼎的fastcgi协议，在最近今年fastcgi+php得到越来越多的应用，也是异步webserver所唯一支持的方式。
> 
> **3)、cli ：**命令行调用的应用模式
> 
> 如图：Sapi的简单示意图：
> 
>                                        ![1332755017_6462.jpg][]

Sapi的定义及主要接口函数：

struct _sapi_module_struct {
        char *name;         //  名字标识
        char *pretty_name;  // 更好理解的名字
        int (*startup)(struct _sapi_module_struct *sapi_module);    //  启动函数
        int (*shutdown)(struct _sapi_module_struct *sapi_module);   //  关闭方法
     
        int (*activate)(TSRMLS_D);  //激活
        int (*deactivate)(TSRMLS_D);    //  停用
     
        int (*ub_write)(const char *str, unsigned int str_length TSRMLS_DC);
         //  没有缓存的写操作(unbuffered write)
        void (*flush)(void *server_context);    //  flush
        struct stat *(*get_stat)(TSRMLS_D);     //  get uid
        char *(*getenv)(char *name, size_t name_len TSRMLS_DC); //  getenv
     
        void (*sapi_error)(int type, const char *error_msg, ...);   /* error 
    handler */
     
        int (*header_handler)(sapi_header_struct *sapi_header, sapi_header_op_enum 
    op,
            sapi_headers_struct *sapi_headers TSRMLS_DC);   /* header handler */
     
         /* send headers handler */
        int (*send_headers)(sapi_headers_struct *sapi_headers TSRMLS_DC);
     
        void (*send_header)(sapi_header_struct *sapi_header,
                void *server_context TSRMLS_DC);   /* send header handler */
     
        int (*read_post)(char *buffer, uint count_bytes TSRMLS_DC); /* read POST 
    data */
        char *(*read_cookies)(TSRMLS_D);    /* read Cookies */
     
        /* register server variables */
        void (*register_server_variables)(zval *track_vars_array TSRMLS_DC);
     
        void (*log_message)(char *message);     /* Log message */
        time_t (*get_request_time)(TSRMLS_D);   /* Request Time */
        void (*terminate_process)(TSRMLS_D);    /* Child Terminate */
     
        char *php_ini_path_override;    //覆盖ini路径
     
        ...
        ...
    };

这里介绍一下其中一些主要函数

· startup：php被调用时初始化操作，比如cgi模式，在startup的时候会加载所有的extension并执行模块初始化工作。

· shutdown：php关闭时收尾工作

· activate：请求初始化

· dectivate：请求结束时收尾工作

· ub\_write：指定数据输出方式，比如apache2handler方式，由于php作为apache的一个so存在，因此其输出也就是调                          用apache的ap\_write函数，而在cgi模式下，会系统调用write。

·  sapi\_error：错误处理函数

·  read\_post：读取post数据

·  register\_server\_variables：往$\_SERVER中注册环境变量这个一般根据不同协议标准注册注册的变量。

在php源码中，sapi实现了很多接口：如下图：

![1332751804_4229.jpg][]

# 4、php脚本的执行 #

>      SAPI处于PHP架构的上层，而真正的脚本执行是有Zend引擎来完成。
> 
> 目前语言分为两类：
> 
> ** 第一类：编译型语言**.如c/c++ java之类，他们的共性是运行之前必须对源代码进行编译，然后运行编译后的目标文件。
> 
> ** 第二类语言：解释型语言**：如PHP,Ruby，Python。他们需要解释器来执行这些源代码。实际上这些语言还是要经过编译环节的。只不过他们在运行的时候进行编译，为了效率，并不是每次执行的时候都会重新编译，比如PHP的各种opcode缓存扩展（如APC Xcache等）。
> 
> 说明：PHP从2000年发布的PHP4开始就不是解释性语言。当一个PHP脚本被执行的时候，首先PHP源代码由Zend引擎编译成名为Zend opcodes的机器代码。这些代码保存在RAM中。然后执行opcodes运行真正的脚本。因此，PHP实际上和Java，C\#等语言一样是编译语言。否则，它的执行会很慢。  
>   
> 
> 
> 我们来看PHP脚本是怎么被执行的。如hello.php:

<?php
    $str = "Hello world!\n";
    echo $str;

> 命令行执行：php   hello.php
> 
> 输出结果显然是：Hello world!
> 
>  但是执行脚本的时候，PHP/Zend做了什么呢？

### 4.1、程序的执行： ###

> 1）传递给php程序需要的执行文件hello.php，php程序完成基本的准备工作后启动PHP及Zend引擎，加载注册的扩展模块。
> 
>  2) 初始化完后读取脚本文件，Zend引擎对脚本进行此词法分析，语法分析，然后有Zend引擎编译成opcode码，最后执行              opcode码。

php代码的执行过程如下图：

![1332753641_7765.jpg][]

>         php实现了一个典型的动态语言执行过程：拿到一段代码后，经过词法解析、语法解析等阶段后，源程序会被翻译成一个个指令(opcodes)，然后ZEND虚拟机顺次执行这些指令完成操作。PHP本身是用c实现的，因此最终调用的也都是c的函数，实际上，我们可以把php看做是一个c开发的软件。
> 
>         通过上面描述不难看出，php的执行的核心是翻译出来的一条一条指令，也即opcode.

### 4.2、词法分析和语法分析 ###

> 解释器一般包括两部分：
> 
> 1)、 读取源程序，并处理语言结构
> 
> 2)、处于语言结构并生成目标程序
> 
>   
> 
> 
> 而Lex和Yacc可以解决第一个问题。很多编程都有Lex/Yacc作为语言的词法语法分析生成器，比如PHP,Python、Ruby已经MySql的sql语言。
> 
> Lex生成词法分析器。
> 
> Yacc语法分析生成器

### 4. 3、opcode ###

> PHP 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,即Opcode是php程序执行的最基本单位。

[PHP]: http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7394430
[1332750357_5412.png]: https://img-my.csdn.net/uploads/201203/26/1332750357_5412.png
[Image 1]: 
[1332756363_9015.jpg]: https://img-my.csdn.net/uploads/201203/26/1332756363_9015.jpg
[php_php]: http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7377520
[1332755017_6462.jpg]: https://img-my.csdn.net/uploads/201203/26/1332755017_6462.jpg
[1332751804_4229.jpg]: https://img-my.csdn.net/uploads/201203/26/1332751804_4229.jpg
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