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理解php原理的opcodes(操作码)

程序员文章站 2023-10-17 22:27:09
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 复制代码 代码如下: &...
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
复制代码 代码如下:

<?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)
复制代码 代码如下:

  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:
复制代码 代码如下:

array
(
[0] => array
(
[0] => 367
[1] => array
(
[0] => 316
[1] => echo
)
[2] => array
(
[0] => 370
[1] =>
)
[3] => array
(
[0] => 315
[1] => "hello world"
)
[4] => ;
[5] => array
(
[0] => 370
[1] =>
)
[6] => =
[7] => array
(
[0] => 370
[1] =>
)
[8] => array
(
[0] => 305
[1] => 1
)
[9] => array
(
[0] => 370
[1] =>
)
[10] => +
[11] => array
(
[0] => 370
[1] =>
)
[12] => array
(
[0] => 305
[1] => 1
)
[13] => ;
[14] => array
(
[0] => 370
[1] =>
)
[15] => array
(
[0] => 316
[1] => echo
)
[16] => array
(
[0] => 370
[1] =>
)
[17] => ;
)

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
复制代码 代码如下:

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:
复制代码 代码如下:

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:
复制代码 代码如下:

* 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_cvb)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。
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

补充:
apc,zend optimize是之所以能够加速php
就是因为他可以缓存opcode
并不是zend引擎本身自带的功能
zend引擎默认是一个轮回中任何一项都要走的