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理解php原理的opcodes(操作码)

PHP原理 理解 操作码
2023-06-13 09:14:25 时间
Opcondes是一种php脚本编译后的中间语言，就像Java的ByteCode，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"HelloWorld";
　　$a=1+1;
　　echo$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]=>"HelloWorld"
)
[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:TokenID(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TokensArray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.echoaconstantstring
2.addtwonumberstogether
3.storetheresultofthepriorexpressiontoavariable
4.echoavariable

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"HelloWorld"
*ZEND_ADD~011
*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,orIS_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(AlternativePHPCache）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，zendoptimize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

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