php中的ini配置原理详解

使用php的同学都知道php.ini配置的生效会贯穿整个sapi的生命周期。在一段php脚本的执行过程中，如果手动修改ini配置，是不会启作用的。此时如果无法重启apache或者nginx等，那么就只能显式的在php代码中调用ini_set接口。ini_set是php向我们提供的一个动态修改配置的函数，需要注意的是，利用ini_set所设置的配置与ini文件中设置的配置，其生效的时间范围并不相同。在php脚本执行结束之后，ini_set的设置便会随即失效。

因此本文打算分两篇，第一篇阐述php.ini配置原理，第二篇讲动态修改php配置。

php.ini的配置大致会涉及到三块数据，configuration_hash，eg(ini_directives)以及pg、bg、pcre_g、json_g、xxx_g等。如果不清楚这三种数据的含义也没有关系，下文会详细解释。

1，解析ini配置文件

由于php.ini需要在sapi过程中一直生效，那么解析ini文件并据此来构建php配置的工作，必定是发生sapi的一开始。换句话说，也就是必定发生在php的启动过程中。php需要任意一个实际的请求到达之前，其内部已经生成好这些配置。

反映到php的内核，即为php_module_startup函数。

php_module_startup主要负责对php进行启动，通常它会在sapi开始的时候被调用。btw，还有一个常见的函数是php_request_startup，它负责将在每个请求到来的时刻进行初始化，php_module_startup与php_request_startup是两个标识性的动作，不过对他们进行分析并不在本文的探讨范围内。

举个例子，当php挂接在apache下面做一个module，那么apache启动的时候，便会激活所有这些module，其中包括php module。在激活php module时，便会调用到php_module_startup。php_module_startup函数完成了茫茫多的工作，一旦php_module_startup调用结束就意味着，ok，php已经启动，现在可以接受请求并作出响应了。

在php_module_startup函数中，与解析ini文件相关的实现是：

/* this will read in php.ini, set up the configuration parameters,
   load zend extensions and register php function extensions
   to be loaded later */
if (php_init_config(tsrmls_c) == failure) {
    return failure;
}

可以看到，其实就是调用了php_init_config函数，去完成对ini文件的parse。parse工作主要进行lex&grammar分析，并将ini文件中的key、value键值对提取出来并保存。php.ini的格式很简单，等号左侧为key，右侧为value。每当一对kv被提取出来之后，php将它们存储到哪儿呢？答案就是之前提到的configuration_hash。

static hashtable configuration_hash;
configuration_hash声明在php_ini.c中，它是一个hashtable类型的数据结构。顾名思义，其实就是张hash表。题外话，在php5.3之前的版本是没法获取configuration_hash的，因为它是php_ini.c文件的一个static的变量。后来php5.3添加了php_ini_get_configuration_hash接口，该接口直接返回&configuration_hash，使 得php各个扩展可以方便的一窥configuration_hash全貌...真是普大喜奔...

注意四点：

第一，php_init_config不会做除了词法语法以外的任何校验。也就是说，假如我们在ini文件中添加一行 hello=world，只要这是一个格式正确的配置项，那么最终configuration_hash中就会包含一个键为hello、值为world的元素，configuration_hash最大限度的反映出ini文件。

第二，ini文件允许我们以数组的形式进行配置。例如ini文件中写入以下三行：

drift.arr[]=1
drift.arr[]=2
drift.arr[]=3

那么最终生成的configuration_hash表中，就会存在一个key为drift.arr的元素，其value为一个包含的1,2,3三个数字的数组。这是一种极为罕见的配置方法。

第三，php还允许我们除了默认的php.ini文件（准确说是php-%s.ini）之外，另外构建一些ini文件。这些ini文件会被放入一个额外的目录。该目录由环境变量php_ini_scan_dir来指定，当php_init_config解析完了php.ini之后，会再次扫描此目录，然后找出目录中所有.ini文件来分析。这些额外的ini文件中产生的kv键值对，也会被加入到configuration_hash中去。

这是一个偶尔有用的特性，假设我们自己开发php的扩展，却又不想将配置混入php.ini，便可以另外写一份ini，并通过php_ini_scan_dir告诉php该去哪儿找到它。当然，其缺点也显而易见，其需要设置额外的环境变量来支持。更好的解决办法是，开发者在扩展中自己调用php_parse_user_ini_file或zend_parse_ini_file去解析对应的ini文件。

第四，在configuration_hash中，key是字符串，那么值的类型是什么？答案也是字符串（除了上述很特殊的数组）。具体来说，比如下面的配置：

display_errors = on
log_errors = off
log_errors_max_len = 1024

 那么最后configuration_hash中实际存放的键值对为：

key: "display_errors"
val : "1"

key: "log_errors"
val : ""

key: "log_errors_max_len"
val : "1024"

注意log_errors，其存放的值连"0"都不是，就是一个实实在在地空字符串。另外，log_errors_max_len也并非数字，而是字符串1024。

分析至此，基本上解析ini文件相关的内容都说清楚了。简单总结一下：

1，解析ini发生在php_module_startup阶段

2，解析结果存放在configuration_hash里。

2，配置作用到模块

php的大致结构可以看成是最下层有一个zend引擎，它负责与os进行交互、编译php代码、提供内存托管等等，在zend引擎的上层，排列着很多很多的模块。其中最核心的就一个core模块，其他还有比如standard，pcre，date，session等等...这些模块还有另一个名字叫php扩展。我们可以简单理解为，每个模块都会提供一组功能接口给开发者来调用，举例来说，常用的诸如explode，trim，array等内置函数，便是由standard模块提供的。

为什么需要谈到这些，是因为在php.ini里除了针对php自身，也就是针对core模块的一些配置（例如safe_mode，display_errors，max_execution_time等），还有相当多的配置是针对其他不同模块的。

例如，date模块，它提供了常见的date， time，strtotime等函数。在php.ini中，它的相关配置形如：

[date]
;date.timezone = 'asia/shanghai'
;date.default_latitude = 31.7667
;date.default_longitude = 35.2333
;date.sunrise_zenith = 90.583333
;date.sunset_zenith = 90.583333

除了这些模块拥有独立的配置，zend引擎也是可配的，只不过zend引擎的可配项非常少，只有error_reporting，zend.enable_gc和detect_unicode三项。

在上一小节中我们已经谈到，php_module_startup会调用php_init_config，其目的是解析ini文件并生成configuration_hash。那么接下来在php_module_startup中还会做什么事情呢？很显然，就是会将configuration_hash中的配置作用于zend，core，standard，spl等不同模块。当然这并非一个一蹴而就的过程，因为php通常会包含有很多模块，php启动的过程中这些模块也会依次进行启动。那么，对模块a进行配置的过程，便是发生在模块a的启动过程中。

有扩展开发经验的同学会直接指出，模块a的启动不就是在php_minit_function(a)中么？

是的，如果模块a需要配置，那么在php_minit_function中，可以调用register_ini_entries()来完成。register_ini_entries会根据当前模块所需要的配置项名称，去configuration_hash查找用户设置的配置值，并更新到模块自己的全局空间中。

2.1，模块的全局空间

要理解如何将ini配置从configuration_hash作用到各个模块之前，有必要先了解一下php模块的全局空间。对于不同的php模块，均可以开辟一块属于自己的存储空间，并且这块空间对于该模块来说，是全局可见的。一般而言，它会被用来存放该模块所需的ini配置。也就是说，configuration_hash中的配置项，最终会被存放到该全局空间中。在模块的执行过程中，只需要直接访问这块全局空间，就可以拿到用户针对该模块进行的设置。当然，它也经常被用来记录模块在执行过程中的中间数据。

我们以bcmath模块来举例说明，bcmath是一个提供数学计算方面接口的php模块，首先我们来看看它有哪些ini配置：

php_ini_begin()
    std_php_ini_entry("bcmath.scale", "0", php_ini_all, onupdatelonggezero, bc_precision, zend_bcmath_globals, bcmath_globals)
php_ini_end()

bcmath只有一个配置项，我们可以在php.ini中用bcmath.scale来配置bcmath模块。

接下来继续看看bcmatch模块的全局空间定义。在php_bcmath.h中有如下声明：

zend_begin_module_globals(bcmath)
    bc_num _zero_;
    bc_num _one_;
    bc_num _two_;
    long bc_precision;
zend_end_module_globals(bcmath)

 宏展开之后，即为：

typedef struct _zend_bcmath_globals {
    bc_num _zero_;
    bc_num _one_;
    bc_num _two_;
    long bc_precision;
} zend_bcmath_globals;

其实，zend_bcmath_globals类型就是bcmath模块中的全局空间类型。这里仅仅声明了zend_bcmath_globals结构体，在bcmath.c中还有具体的实例化定义：

// 展开后即为zend_bcmath_globals bcmath_globals;
zend_declare_module_globals(bcmath)
可以看出，用zend_declare_module_globals完成了对变量bcmath_globals的定义。

bcmath_globals是一块真正的全局空间，它包含有四个字段。其最后一个字段bc_precision，对应于ini配置中的bcmath.scale。我们在php.ini中设置了bcmath.scale的值，随后在启动bcmath模块的时候，bcmath.scale的值被更新到bcmath_globals.bc_precision中去。

把configuration_hash中的值，更新到各个模块自己定义的xxx_globals变量中，就是所谓的将ini配置作用到模块。一旦模块启动完成，那么这些配置也都作用到位。所以在随后的执行阶段，php模块无需再次访问configuration_hash，模块仅需要访问自己的xxx_globals，就可以拿到用户设定的配置。

bcmath_globals，除了有一个字段为ini配置项，其他还有三个字段为何意？这就是模块全局空间的第二个作用，它除了用于ini配置，还可以存储模块执行过程中的一些数据。

再例如json模块，也是php中一个很常用的模块：

zend_begin_module_globals(json)
    int error_code;
zend_end_module_globals(json)

可以看到json模块并不需要ini配置，它的全局空间只有一个字段error_code。error_code记录了上一次执行json_decode或者json_encode中发生的错误。json_last_error函数便是返回这个error_code，来帮助用户定位错误原因。

为了能够很便捷的访问模块全局空间变量，php约定俗成的提出了一些宏。比如我们想访问json_globals中的error_code，当然可以直接写做json_globals.error_code（多线程环境下不行），不过更通用的写法是定义json_g宏：

#define json_g(v) (json_globals.v)

我们使用json_g(error_code)来访问json_globals.error_code。本文刚开始的时候，曾提到pg、bg、json_g、pcre_g，xxx_g等等，这些宏在php源代码中也是很常见的。现在我们可以很轻松的理解它们，pg宏可以访问core模块的全局变量，bg访问standard模块的全局变量，pcre_g则访问pcre模块的全局变量。

#define pg(v) (core_globals.v)
#define bg(v) (basic_globals.v)

2.2，如何确定一个模块需要哪些配置呢？

模块需要什么样的ini配置，都是在各个模块中自己定义的。举例来说，对于core模块，有如下的配置项定义：

php_ini_begin()
    ......
    std_php_ini_entry_ex("display_errors", "1", php_ini_all,    onupdatedisplayerrors, display_errors, php_core_globals, core_globals, display_errors_mode)
    std_php_ini_boolean("enable_dl",       "1", php_ini_system, onupdatebool,          enable_dl,      php_core_globals, core_globals)
    std_php_ini_boolean("expose_php",      "1", php_ini_system, onupdatebool,          expose_php,     php_core_globals, core_globals)
    std_php_ini_boolean("safe_mode",       "0", php_ini_system, onupdatebool,          safe_mode,      php_core_globals, core_globals)
    ......
php_ini_end()

可以在php-src\main\main.c文件大概450+行找到上述代码。其中涉及的宏比较多，有zend_ini_begin 、zend_ini_end、php_ini_entry_ex、std_php_ini_boolean等等，本文不一一赘述，感兴趣的读者可自行分析。

上述代码进行宏展开后得到：

static const zend_ini_entry ini_entries[] = {
    ..
    { 0, php_ini_all,    "display_errors",sizeof("display_errors"),onupdatedisplayerrors,(void *)xtoffsetof(php_core_globals, display_errors), (void *)&core_globals, null, "1", sizeof("1")-1, null, 0, 0, 0, display_errors_mode },
    { 0, php_ini_system, "enable_dl",     sizeof("enable_dl"),     onupdatebool,         (void *)xtoffsetof(php_core_globals, enable_dl),      (void *)&core_globals, null, "1", sizeof("1")-1, null, 0, 0, 0, zend_ini_boolean_displayer_cb },
    { 0, php_ini_system, "expose_php",    sizeof("expose_php"),    onupdatebool,         (void *)xtoffsetof(php_core_globals, expose_php),     (void *)&core_globals, null, "1", sizeof("1")-1, null, 0, 0, 0, zend_ini_boolean_displayer_cb },
    { 0, php_ini_system, "safe_mode",     sizeof("safe_mode"),     onupdatebool,         (void *)xtoffsetof(php_core_globals, safe_mode),      (void *)&core_globals, null, "0", sizeof("0")-1, null, 0, 0, 0, zend_ini_boolean_displayer_cb },
    ...
    { 0, 0, null, 0, null, null, null, null, null, 0, null, 0, 0, 0, null }
};

我们看到，配置项的定义，其本质上就是定义了一个zend_ini_entry类型的数组。zend_ini_entry结构体的字段具体含义为：

struct _zend_ini_entry {
    int module_number;                // 模块的id
    int modifiable;                   // 可被修改的范围，例如php.ini，ini_set
    char *name;                       // 配置项的名称
    uint name_length;
    zend_ini_mh((*on_modify));        // 回调函数，配置项注册或修改的时候会调用
    void *mh_arg1;                    // 通常为配置项字段在xxx_g中的偏移量
    void *mh_arg2;                    // 通常为xxx_g
    void *mh_arg3;                    // 通常为保留字段，极少用到

    char *value;                      // 配置项的值
    uint value_length;

    char *orig_value;                 // 配置项的原始值
    uint orig_value_length;
    int orig_modifiable;              // 配置项的原始modifiable
    int modified;                     // 是否发生过修改，如果有修改，则orig_value会保存修改前的值

    void (*displayer)(zend_ini_entry *ini_entry, int type);
};

2.3，将配置作用到模块——register_ini_entries

经常能够在不同扩展的php_minit_function里看到register_ini_entries。register_ini_entries主要负责完成两件事情，第一，对模块的全局空间xxx_g进行填充，同步configuration_hash中的值到xxx_g中去。其次，它还生成了eg(ini_directives)。

register_ini_entries也是一个宏，展开之后实则为zend_register_ini_entries方法。具体来看下zend_register_ini_entries的实现：

zend_api int zend_register_ini_entries(const zend_ini_entry *ini_entry, int module_number tsrmls_dc) /* {{{ */
{
    // ini_entry为zend_ini_entry类型数组，p为数组中每一项的指针
    const zend_ini_entry *p = ini_entry;
    zend_ini_entry *hashed_ini_entry;
    zval default_value;
   
    // eg(ini_directives)就是registered_zend_ini_directives
    hashtable *directives = registered_zend_ini_directives;
    zend_bool config_directive_success = 0;
   
    // 还记得ini_entry最后一项固定为{ 0, 0, null, ... }么
    while (p->name) {
        config_directive_success = 0;
       
        // 将p指向的zend_ini_entry加入eg(ini_directives)
        if (zend_hash_add(directives, p->name, p->name_length, (void*)p, sizeof(zend_ini_entry), (void **) &hashed_ini_entry) == failure) {
            zend_unregister_ini_entries(module_number tsrmls_cc);
            return failure;
        }
        hashed_ini_entry->module_number = module_number;
       
        // 根据name去configuration_hash中查询，取出来的结果放在default_value中
        // 注意default_value的值比较原始，一般是数字、字符串、数组等，具体取决于php.ini中的写法
        if ((zend_get_configuration_directive(p->name, p->name_length, &default_value)) == success) {
            // 调用on_modify更新到模块的全局空间xxx_g中
            if (!hashed_ini_entry->on_modify || hashed_ini_entry->on_modify(hashed_ini_entry, z_strval(default_value), z_strlen(default_value), hashed_ini_entry->mh_arg1, hashed_ini_entry->mh_arg2, hashed_ini_entry->mh_arg3, zend_ini_stage_startup tsrmls_cc) == success) {
                hashed_ini_entry->value = z_strval(default_value);
                hashed_ini_entry->value_length = z_strlen(default_value);
                config_directive_success = 1;
            }
        }

        // 如果configuration_hash中没有找到，则采用默认值
        if (!config_directive_success && hashed_ini_entry->on_modify) {
            hashed_ini_entry->on_modify(hashed_ini_entry, hashed_ini_entry->value, hashed_ini_entry->value_length, hashed_ini_entry->mh_arg1, hashed_ini_entry->mh_arg2, hashed_ini_entry->mh_arg3, zend_ini_stage_startup tsrmls_cc);
        }
        p++;
    }
    return success;
}

简单来说，可以把上述代码的逻辑表述为：

1，将模块声明的ini配置项添加到eg(ini_directives)中。注意，ini配置项的值可能在随后被修改。

2，尝试去configuration_hash中寻找各个模块需要的ini。

如果能够找到，说明用户叜ini文件中配置了该值，那么采用用户的配置。
如果没有找到，ok，没有关系，因为模块在声明ini的时候，会带上默认值。
3，将ini的值同步到xx_g里面。毕竟在php的执行过程中，起作用的还是这些xxx_globals。具体的过程是调用每条ini配置对应的on_modify方法完成，on_modify由模块在声明ini的时候进行指定。

我们来具体看下on_modify，它其实是一个函数指针，来看两个具体的core模块的配置声明：

std_php_ini_boolean("log_errors",      "0",    php_ini_all, onupdatebool, log_errors,         php_core_globals, core_globals)
std_php_ini_entry("log_errors_max_len","1024", php_ini_all, onupdatelong, log_errors_max_len, php_core_globals, core_globals)

对于log_errors，它的on_modify被设置为onupdatebool，对于log_errors_max_len，则on_modify被设置为onupdatelong。

进一步假设我们在php.ini中的配置为：

log_errors = on
log_errors_max_len = 1024

具体来看下onupdatebool函数：

zend_api zend_ini_mh(onupdatebool)
{
    zend_bool *p;
   
    // base表示core_globals的地址
    char *base = (char *) mh_arg2;

    // p表示core_globals的地址加上log_errors字段的偏移量
    // 得到的即为log_errors字段的地址
    p = (zend_bool *) (base+(size_t) mh_arg1); 

    if (new_value_length == 2 && strcasecmp("on", new_value) == 0) {
        *p = (zend_bool) 1;
    }
    else if (new_value_length == 3 && strcasecmp("yes", new_value) == 0) {
        *p = (zend_bool) 1;
    }
    else if (new_value_length == 4 && strcasecmp("true", new_value) == 0) {
        *p = (zend_bool) 1;
    }
    else {
        // configuration_hash中存放的value是字符串"1"，而非"on"
        // 因此这里用atoi转化成数字1
        *p = (zend_bool) atoi(new_value);
    }
    return success;
}

最令人费解的估计就是mh_arg1和mh_arg2了，其实对照前面所述的zend_ini_entry定义，mh_arg1，mh_arg2还是很容易参透的。mh_arg1表示字节偏移量，mh_arg2表示xxx_globals的地址。因此，(char *)mh_arg2 + mh_arg1的结果即为xxx_globals中某个字段的地址。具体到本case中，就是计算core_globals中log_errors的地址。因此，当onupdatebool最后执行到

*p = (zend_bool) atoi(new_value);

其作用就相当于

core_globals.log_errors = (zend_bool) atoi("1");

分析完了onupdatebool，我们再来看onupdatelong便觉得一目了然：

zend_api zend_ini_mh(onupdatelong)
{
    long *p;
    char *base = (char *) mh_arg2;

    // 获得log_errors_max_len的地址
    p = (long *) (base+(size_t) mh_arg1);

    // 将"1024"转化成long型，并赋值给core_globals.log_errors_max_len
    *p = zend_atol(new_value, new_value_length);
    return success;
}

最后需要注意的是，zend_register_ini_entries函数中，如果configuration_hash中存在配置，则当调用on_modify结束后，hashed_ini_entry中的value和value_length会被更新。也就是说，如果用户在php.ini中配置过，则eg(ini_directives)存放的就是实际配置的值。如果用户没配，eg(ini_directives)中存放的是声明zend_ini_entry时给出的默认值。

zend_register_ini_entries中的default_value变量命名比较糟糕，相当容易造成误解。其实default_value并非表示默认值，而是表示用户实际配置的值。

3，总结

至此，三块数据configuration_hash，eg(ini_directives)以及pg、bg、pcre_g、json_g、xxx_g...已经都交代清楚了。

总结一下：

1，configuration_hash，存放php.ini文件里的配置，不做校验，其值为字符串。
2，eg(ini_directives)，存放的是各个模块中定义的zend_ini_entry，如果用户在php.ini配置过（configuration_hash中存在），则值被替换为configuration_hash中的值，类型依然是字符串。
3，xxx_g，该宏用于访问模块的全局空间，这块内存空间可用来存放ini配置，并通过on_modify指定的函数进行更新，其数据类型由xxx_g中的字段声明来决定。