PHPコアの動作メカニズムと実装原理の詳細な説明

PHP は、Web 開発で頻繁に使用される、人気のあるオープン ソースのサーバー側スクリプト言語です。動的データを処理し、HTML 出力を制御できますが、これを実現するにはどうすればよいでしょうか?次に、この記事では、PHP の中核となる動作メカニズムと実装原理を紹介し、具体的なコード例を使用してその動作プロセスを詳しく説明します。

PHP ソースコードの解釈

PHP ソースコードは C 言語で書かれたプログラムであり、コンパイル後、実行ファイル php.exe が生成されます。Web 開発で使用される PHP では、一般的にこれを実行します。実行中は、Apache や Nginx などの Web サーバーを通じて実行されます。 PHP で実行されるファイルのうち、中核となるのが Zend Engine です。 Zend Engine は PHP のコア マネージャーであり、PHP ソース コードをオペレーティング システムが理解できるマシン コードに変換する役割を果たします。

Zend Engine は主に、Zend Compiler と Zend Executor の 2 つの部分で構成されます。 Zend Compiler は、PHP コードを opcode と呼ばれる中間コードにコンパイルするために使用されます。 Zend Executor は PHP コードのインタープリターであり、ローカル コンピューター上でオペコードを実行できます。

PHP コードを作成した後、まず Zend Compiler によってバイトコードにコンパイルされ、このバイトコードはメモリに直接保存されます。パフォーマンスの観点から見ると、このコンパイル方法の方が効率的です。ファイルがオペコードにコンパイルされる前に、Zend Compiler を使用してコードを最適化し、実行効率を高めることができるためです。オープンソース ライブラリやフレームワークを作成する開発者にとって、これは、セキュリティとスケーラビリティを確保しながら、コードの実行効率を大幅に向上させる非常に効果的な方法です。

PHP ランタイム メカニズム

PHP コードがコンパイルされた後、Zend Engine はオペコードを実行します。ローカル コンピュータの場合、オペコードが何であるかを理解できないため、それを解析して実行するには Zend Engine が必要です。オペコードの実行はどのように実装されるのかと疑問に思うかもしれません。

Zend Engine はオペコードを C 言語に対応する関数呼び出しに解析します。このプロセスでは、zval、HashTable、zend_class_entry などのいくつかの Zend 仮想マシン データ型が使用されます。これらのデータ型は Zend の内部データ型であり、さまざまな PHP 構文構造と変数型を表すために使用されます。このプロセス中に、Zend Engine は一部のデータ型を、ローカル コンピューターが直接操作できるデータ型 (long、double、char など) に変換します。このアプローチにより、プロセス全体を通じて効率が最適化されます。

PHP の組み込み関数は、zend_function_entry などの構造に基づいて構築されます。開発者は、PHP 拡張機能またはモジュールを開発するときに、この方法を使用して独自の組み込み関数を迅速に構築することもできます。

PHP コードの実行プロセスは、デバッグ ツールを通じて観察できます。 XDebug などのデバッグ ツールを使用すると、PHP コードの実行中にブレークポイント デバッグ、シングル ステップ実行などを実行できます。

PHP の内部実装について詳しく知りたい場合は、以下のコード例をご覧ください。

コード例

// example1.php
$a = 1;
$b = 2;
$c = $a $b;
echo $c;

上記のコードは、Zend Compiler によって次のオペコードにコンパイルされます。

演算数: 5
コンパイル済み変数: !0 = $a, !1 = $b, !2 = $c

line #* E I O op fetch ext return オペランド

3 0 E > ASSIGN !0, 1
4 1 ASSIGN !1, 2
5 2 ADD !2, !0, !1
6 3 ECHO !2
7 4 > RETURN 1

上記のオペコードには、オペコードの実行プロセスを記述するいくつかのマーク ビットがあります。たとえば、「E」は、このオペコードが副作用を生成することなどを示します。これらのフラグ ビットの説明については、PHP の公式ドキュメントを参照してください。

次のコマンドを使用して、上記のコードをオペコードに変換できます。

php -dextension=opcache.so -dvld.active=1 -dvld.execute=0 example1.php

VLD を使用できます (VLD は Zend のオペコード解釈プラグインであり、 PHP コードの変換 オペコードが転送されて表示されます) 生成されたオペコードを表示するプラグイン:

$ php -dextension=vld.so example1.php
エントリ ポイントの検索
位置からの分岐分析: 0
見つかった戻り値
ファイル名: /home/user/example1.php
関数名: (null)
演算数: 5
コンパイル済み変数: !0 = $a, !1 = $b, !2 = $c

#line #* E I O op fetch ext return オペランド

3 0 E > ASSIGN !0, 1
4 1 ASSIGN !1, 2
5 2 ADD ! 2, !0, !1
6 3 ECHO !2

     4      > RETURN        1

$

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