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Understanding PHP Opcode (Forward) PHPZend脚本Cache.net 

程序员文章站 2022-05-19 23:25:57
...

《Understanding OPcode》
Opcode是一种PHP脚本编译后的中间语言，就像Java的ByteCode,或者.NET的MSL，举个例子，比如你写下了如下的PHP代码：

    

  1. <?php
    2. 

  2. echo "Hello World";
    3. 

  3. $a = 1 + 1;
    4. 

  4. echo $a;
    5. 

  5. ?>
    6.

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) ,将PHP代码转换为语言片段(Tokens)

2. Parsing, 将Tokens转换成简单而有意义的表达式

3. Compilation, 将表达式编译成Opocdes

4. Execution, 顺次执行Opcodes，每次一条，从而实现PHP脚本的功能。

题外话: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。

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),来对输入的 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:

    

  1. Array
    2. 

  2. 

    3. 

  3. (
    4. 

  4. 

    5. 

  5. [0] => Array
    6. 

  6. 

    7. 

  7. (
    8. 

  8. 

    9. 

  9. [0] => 367
    10. 

  10. 

    11. 

  11. [1] => Array
    12. 

  12. 

    13. 

  13. (
    14. 

  14. 

    15. 

  15. [0] => 316
    16. 

  16. 

    17. 

  17. [1] => echo
    18. 

  18. 

    19. 

  19. )
    20. 

  20. 

    21. 

  21. [2] => Array
    22. 

  22. 

    23. 

  23. (
    24. 

  24. 

    25. 

  25. [0] => 370
    26. 

  26. 

    27. 

  27. [1] =>
    28. 

  28. 

    29. 

  29. )
    30. 

  30. 

    31. 

  31. [3] => Array
    32. 

  32. 

    33. 

  33. (
    34. 

  34. 

    35. 

  35. [0] => 315
    36. 

  36. 

    37. 

  37. [1] => "Hello World"
    38. 

  38. 

    39. 

  39. )
    40. 

  40. 

    41. 

  41. [4] => ;
    42. 

  42. 

    43. 

  43. [5] => Array
    44. 

  44. 

    45. 

  45. (
    46. 

  46. 

    47. 

  47. [0] => 370
    48. 

  48. 

    49. 

  49. [1] =>
    50. 

  50. 

    51. 

  51. )
    52. 

  52. 

    53. 

  53. [6] => =
    54. 

  54. 

    55. 

  55. [7] => Array
    56. 

  56. 

    57. 

  57. (
    58. 

  58. 

    59. 

  59. [0] => 370
    60. 

  60. 

    61. 

  61. [1] =>
    62. 

  62. 

    63. 

  63. )
    64. 

  64. 

    65. 

  65. [8] => Array
    66. 

  66. 

    67. 

  67. (
    68. 

  68. 

    69. 

  69. [0] => 305
    70. 

  70. 

    71. 

  71. [1] => 1
    72. 

  72. 

    73. 

  73. )
    74. 

  74. 

    75. 

  75. [9] => Array
    76. 

  76. 

    77. 

  77. (
    78. 

  78. 

    79. 

  79. [0] => 370
    80. 

  80. 

    81. 

  81. [1] =>
    82. 

  82. 

    83. 

  83. )
    84. 

  84. 

    85. 

  85. [10] => +
    86. 

  86. 

    87. 

  87. [11] => Array
    88. 

  88. 

    89. 

  89. (
    90. 

  90. 

    91. 

  91. [0] => 370
    92. 

  92. 

    93. 

  93. [1] =>
    94. 

  94. 

    95. 

  95. )
    96. 

  96. 

    97. 

  97. [12] => Array
    98. 

  98. 

    99. 

  99. (
    100. 

  100. 

    101. 

  101. [0] => 305
    102. 

  102. 

    103. 

  103. [1] => 1
    104. 

  104. 

    105. 

  105. )
    106. 

  106. 

    107. 

  107. [13] => ;
    108. 

  108. 

    109. 

  109. [14] => Array
    110. 

  110. 

    111. 

  111. (
    112. 

  112. 

    113. 

  113. [0] => 370
    114. 

  114. 

    115. 

  115. [1] =>
    116. 

  116. 

    117. 

  117. )
    118. 

  118. 

    119. 

  119. [15] => Array
    120. 

  120. 

    121. 

  121. (
    122. 

  122. 

    123. 

  123. [0] => 316
    124. 

  124. 

    125. 

  125. [1] => echo
    126. 

  126. 

    127. 

  127. )
    128. 

  128. 

    129. 

  129. [16] => Array
    130. 

  130. 

    131. 

  131. (
    132. 

  132. 

    133. 

  133. [0] => 370
    134. 

  134. 

    135. 

  135. [1] =>
    136. 

  136. 

    137. 

  137. )
    138. 

  138. 

    139. 

  139. [17] => ;
    140. 

  140. 

    141. 

  141. )
    142.

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。

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