PHP7 가상 머신이 무엇인지 이해하세요
- coldplay.xixi앞으로
- 2020-06-22 17:57:553011검색
이 문서의 내용 대부분은 Zend 실행 엔진 들어가기(PHP 5)에서 일부 조정된 내용을 번역한 것입니다. 원본 텍스트는 PHP 5를 기반으로 하며 이 문서는 PHP 7을 기반으로 합니다.
PHP : 해석 언어
PHP는 스크립팅 언어 또는 해석 언어라고 합니다. 왜? PHP 언어는 기계 명령어로 직접 컴파일되지 않고 중간 코드 형식으로 컴파일됩니다. 분명히 CPU에서 직접 실행할 수는 없습니다. 따라서 PHP의 실행은 프로세스 수준의 가상 머신에서 이루어져야 합니다(가상 머신의 가상 머신 처리, 이하 가상 머신 참조).
다른 해석 언어를 포함한 PHP 언어는 실제로 추상 명령을 실행하도록 설계된 크로스 플랫폼 프로그램입니다. PHP는 주로 WEB 개발과 관련된 문제를 해결하는 데 사용됩니다.
Java, Python, C#, Ruby, Pascal, Lua, Perl, Javascript 등과 같은 프로그래밍 언어로 작성된 프로그램은 모두 가상 머신에서 실행되어야 합니다. 가상 머신은 성능을 향상시키기 위해 JIT 컴파일 기술을 통해 일부 가상 머신 명령어를 머신 명령어로 컴파일할 수 있습니다. Niao 형제는 이미 JIT 지원을 추가하기 위해 PHP를 개발하고 있습니다.
추천 튜토리얼: "PHP 튜토리얼"
통역 언어 사용의 장점:
코드 작성이 쉽고 빠르게 개발 가능
자동 메모리 관리
추상 데이터 유형, 프로그램은 다음을 수행할 수 있습니다. 높은 이식성
단점:
메모리를 직접 관리하고 프로세스 리소스를 사용할 수 없음
기계 명령어로 컴파일된 언어보다 느림: 일반적으로 동일한 작업을 완료하는 데 더 많은 CPU 사이클이 필요함(JIT는 종료를 시도함) 하지만 완전히 없앨 수는 없습니다)
너무 많은 것들을 추상화해서 프로그램에 문제가 생기면 많은 프로그래머들이 근본 원인을 설명하는데 어려움을 겪는다
마지막 단점은 작성자가 이 글을 쓴 이유입니다. 이 기사의 저자는 프로그래머가 몇 가지 낮은 수준의 사항을 이해해야 한다고 생각합니다.
저자는 이 기사를 통해 독자들에게 PHP가 어떻게 실행되는지 설명하고자 합니다. 이 기사에서 언급된 PHP 가상 머신에 대한 지식은 다른 해석 언어에도 적용될 수 있습니다. 일반적으로 다양한 가상 머신 구현의 가장 큰 차이점은 JIT 사용 여부, 병렬 가상 머신 명령(일반적으로 멀티스레딩을 사용하며 PHP는 이 기술을 사용하지 않음), 메모리 관리/가비지 수집 알고리즘입니다.
Zend 가상 머신은 두 부분으로 나뉩니다.
컴파일: PHP 코드를 가상 머신 명령어(OPCode)로 변환
실행: 생성된 가상 머신 명령어 실행
이 문서에는 컴파일이 포함되지 않습니다. 부분은 주로 Zend 가상 머신의 실행 엔진에 중점을 두고 있습니다. PHP7 버전의 실행 엔진은 부분적으로 리팩터링되어 PHP 코드의 실행 스택이 더 간단하고 명확해졌으며 성능도 향상되었습니다.
이 문서에서는 PHP 7.0.7을 예로 사용합니다.
OPCode
OPCode에 대한 Wikipedia의 설명:
Opcode는 하드웨어 장치가 아닌 소프트웨어 인터프리터를 위한 소위 바이트 코드 및 기타 표현에서도 찾을 수 있습니다. 이러한 소프트웨어 기반 명령어 세트는 종종 약간 더 높은 수준을 사용합니다. 데이터 유형 및 작업보다 대부분의 하드웨어 대응물은 그럼에도 불구하고 비슷한 라인을 따라 구성됩니다.
OPCode와 ByteCode는 개념적으로 다릅니다.
내 개인적인 이해: OPCode는 수행할 작업을 나타내는 명령 역할을 하는 반면 ByteCode는 수행할 작업을 나타내는 일련의 OPCode/데이터로 구성됩니다. 추가를 예로 들면, OPCode는 실행 엔진에 매개변수 1과 매개변수 2를 추가하라고 지시하고, ByteCode는 실행 엔진에 45와 56을 추가하라고 지시합니다.
참조: Opcode와 바이트코드의 차이점 및 차이점: Opcode, 바이트 코드, 니모닉, 기계 코드 및 어셈블리
PHP에서 Zend/zend_vm_opcodes.h 소스 코드 파일에는 지원되는 모든 OPCode가 나열되어 있습니다. 일반적으로 각 OPCode의 이름은 다음과 같이 해당 의미를 설명합니다. Zend/zend_vm_opcodes.h源码文件列出了所有支持的OPCode。通常，每个OPCode的名字都描述了其含义，比如：
ZEND_ADD：对两个操作数执行加法操作
ZEND_NEW：创建一个对象
ZEND_FETCH_DIM_R：读取操作数中某个维度的值，比如执行
echo $foo[0]语句时，需要获取$foo数组索引为0的值
OPCode以zend_op结构体表示：
struct _zend_op {
const void *handler; /* 执行该OPCode的C函数 */
znode_op op1; /* 操作数1 */
znode_op op2; /* 操作数2 */
znode_op result; /* 结果 */
uint32_t extended_value; /* 额外的信息 */
uint32_t lineno; /* 该OPCode对应PHP源码所在的行 */
zend_uchar opcode; /* OPCode对应的数值 */
zend_uchar op1_type; /* 操作数1类型 */
zend_uchar op2_type; /* 操作数2类型 */
zend_uchar result_type; /* 结果类型 */
};
每一条OPcode都以相同的方式执行：OPCode有其对应的C函数，执行该C函数时，可能会用到0、1或2个操作数（op1，op2），最后将结果存储在result中，可能还会有一些额外的信息存储在extended_value。
看下ZEND_ADD的OPCode长什么样子，在Zend/zend_vm_def.h
echo $foo[0] 문을 실행할 때 $foo 배열 인덱스 0🎜🎜🎜🎜의 값을 가져와야 합니다. OPCode는 zend_op 구조로 표시됩니다. 🎜ZEND_VM_HANDLER(1, ZEND_ADD, CONST|TMPVAR|CV, CONST|TMPVAR|CV)
{
USE_OPLINE
zend_free_op free_op1, free_op2;
zval *op1, *op2, *result;
op1 = GET_OP1_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R);
op2 = GET_OP2_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R);
if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_LONG)) {
if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) {
result = EX_VAR(opline->result.var);
fast_long_add_function(result, op1, op2);
ZEND_VM_NEXT_OPCODE();
} else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) {
result = EX_VAR(opline->result.var);
ZVAL_DOUBLE(result, ((double)Z_LVAL_P(op1)) + Z_DVAL_P(op2));
ZEND_VM_NEXT_OPCODE();
}
} else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_DOUBLE)) {
if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) {
result = EX_VAR(opline->result.var);
ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + Z_DVAL_P(op2));
ZEND_VM_NEXT_OPCODE();
} else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) {
result = EX_VAR(opline->result.var);
ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + ((double)Z_LVAL_P(op2)));
ZEND_VM_NEXT_OPCODE();
}
}
SAVE_OPLINE();
if (OP1_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_UNDEF)) {
op1 = GET_OP1_UNDEF_CV(op1, BP_VAR_R);
}
if (OP2_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_UNDEF)) {
op2 = GET_OP2_UNDEF_CV(op2, BP_VAR_R);
}
add_function(EX_VAR(opline->result.var), op1, op2);
FREE_OP1();
FREE_OP2();
ZEND_VM_NEXT_OPCODE_CHECK_EXCEPTION();
}🎜각 OPcode 모두 동일한 방식으로 실행됩니다. OPCode에는 해당 C 함수가 있습니다. C 함수를 실행할 때 0, 1 또는 2개의 피연산자(op1, op2)가 사용될 수 있으며 마지막으로 결과가 result에 저장되고 일부가 있을 수 있습니다. Extended_value에 저장된 추가 정보. 🎜🎜Zend/zend_vm_def.h 소스 코드 파일에서 ZEND_ADD의 OPCode가 어떻게 보이는지 살펴보세요. 🎜ZEND_VM_HANDLER(1, ZEND_ADD, CONST|TMPVAR|CV, CONST|TMPVAR|CV)
{
USE_OPLINE
zend_free_op free_op1, free_op2;
zval *op1, *op2, *result;
op1 = GET_OP1_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R);
op2 = GET_OP2_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R);
if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_LONG)) {
if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) {
result = EX_VAR(opline->result.var);
fast_long_add_function(result, op1, op2);
ZEND_VM_NEXT_OPCODE();
} else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) {
result = EX_VAR(opline->result.var);
ZVAL_DOUBLE(result, ((double)Z_LVAL_P(op1)) + Z_DVAL_P(op2));
ZEND_VM_NEXT_OPCODE();
}
} else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_DOUBLE)) {
if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) {
result = EX_VAR(opline->result.var);
ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + Z_DVAL_P(op2));
ZEND_VM_NEXT_OPCODE();
} else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) {
result = EX_VAR(opline->result.var);
ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + ((double)Z_LVAL_P(op2)));
ZEND_VM_NEXT_OPCODE();
}
}
SAVE_OPLINE();
if (OP1_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_UNDEF)) {
op1 = GET_OP1_UNDEF_CV(op1, BP_VAR_R);
}
if (OP2_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_UNDEF)) {
op2 = GET_OP2_UNDEF_CV(op2, BP_VAR_R);
}
add_function(EX_VAR(opline->result.var), op1, op2);
FREE_OP1();
FREE_OP2();
ZEND_VM_NEXT_OPCODE_CHECK_EXCEPTION();
}
可以看出这其实不是一个合法的C代码，可以把它看成代码模板。稍微解读下这个代码模板：1 就是在Zend/zend_vm_opcodes.h中define定义的ZEND_ADD的值；ZEND_ADD接收两个操作数，如果两个操作数都为IS_LONG类型，那么就调用fast_long_add_function（该函数内部使用汇编实现加法操作）；如果两个操作数，都为IS_DOUBLE类型或者1个是IS_DOUBLE类型，另1个是IS_LONG类型，那么就直接执行double的加法操作；如果存在1个操作数不是IS_LONG或IS_DOUBLE类型，那么就调用add_function（比如两个数组做加法操作）；最后检查是否有异常接着执行下一条OPCode。
在Zend/zend_vm_def.h源码文件中的内容其实是OPCode的代码模板，在该源文件的开头处可以看到这样一段注释：
/* If you change this file, please regenerate the zend_vm_execute.h and * zend_vm_opcodes.h files by running: * php zend_vm_gen.php */
说明zend_vm_execute.h和zend_vm_opcodes.h，实际上包括zend_vm_opcodes.c中的C代码正是从Zend/zend_vm_def.h的代码模板生成的。
操作数类型
每个OPCode最多使用两个操作数：op1和op2。每个操作数代表着OPCode的“形参”。例如ZEND_ASSIGN OPCode将op2的值赋值给op1代表的PHP变量，而其result则没有使用到。
操作数的类型（与PHP变量的类型不同）决定了其含义以及使用方式：
IS_CV：Compiled Variable，说明该操作数是一个PHP变量
IS_TMP_VAR ：虚拟机使用的临时内部PHP变量，不能够在不同OPCode中复用（复用的这一点我并不清楚，还没去研究过）
IS_VAR：虚拟机使用的内部PHP变量，能够在不同OPCode中复用（复用的这一点我并不清楚，还没去研究过）
IS_CONST：代表一个常量值
IS_UNUSED：该操作数没有任何意义，忽略该操作数
操作数的类型对性能优化和内存管理很重要。当一个OPCode的Handler需要读写操作数时，会根据操作数的类型通过不同的方式读写。
以加法例子，说明操作数类型：
$a + $b; // IS_CV + IS_CV 1 + $a; // IS_CONST + IS_CV $$b + 3 // IS_VAR + IS_CONST !$a + 3; // IS_TMP_VAR + IS_CONST
OPCode Handler
我们已经知道每个OPCode Handler最多接收2个操作数，并且会根据操作数的类型读写操作数的值。如果在Handler中，通过switch判断类型，然后再读写操作数的值，那么对性能会有很大损耗，因为存在太多的分支判断了（Why is it good to avoid instruction branching where possible?），如下面的伪代码所示：
int ZEND_ADD(zend_op *op1, zend_op *op2)
{
void *op1_value;
void *op2_value;
switch (op1->type) {
case IS_CV:
op1_value = read_op_as_a_cv(op1);
break;
case IS_VAR:
op1_value = read_op_as_a_var(op1);
break;
case IS_CONST:
op1_value = read_op_as_a_const(op1);
break;
case IS_TMP_VAR:
op1_value = read_op_as_a_tmp(op1);
break;
case IS_UNUSED:
op1_value = NULL;
break;
}
/* ... same thing to do for op2 .../
/* do something with op1_value and op2_value (perform a math addition ?) */
}要知道OPCode Handler在PHP执行过程中是会被调用成千上万次的，所以在Handler中对op1、op2做类型判断，对性能并不好。
重新看下ZEND_ADD的代码模板：
ZEND_VM_HANDLER(1, ZEND_ADD, CONST|TMPVAR|CV, CONST|TMPVAR|CV)
这说明ZEND_ADD接收op1和op2为CONST或TMPVAR或CV类型的操作数。
前面已经提到zend_vm_execute.h和zend_vm_opcodes.h中的C代码是从Zend/zend_vm_def.h的代码模板生成的。通过查看zend_vm_execute.h，可以看到每个OPCode对应的Handler（C函数），大部分OPCode会对应多个Handler。以ZEND_ADD为例：
static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_CONST_CONST_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS) static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_CONST_CV_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS) static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_CONST_TMPVAR_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS) static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_CV_CONST_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS) static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_CV_CV_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS) static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_CV_TMPVAR_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS) static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_TMPVAR_CONST_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS) static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_TMPVAR_CV_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS) static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_TMPVAR_TMPVAR_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
ZEND_ADD的op1和op2的类型都有3种，所以一共生成了9个Handler，每个Handler的命名规范：ZEND_{OPCODE-NAME}_SPEC_{OP1-TYPE}_{OP2-TYPE}_HANDLER()。在编译阶段，操作数的类型是已知的，也就确定了每个编译出来的OPCode对应的Handler了。
那么这些Handler之间有什么不同呢？最大的不同应该就是获取操作数的方式：
static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_CONST_CONST_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
USE_OPLINE
zval *op1, *op2, *result;
op1 = EX_CONSTANT(opline->op1);
op2 = EX_CONSTANT(opline->op2);
if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_LONG)) {
/* 省略 */
} else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_DOUBLE)) {
/* 省略 */
}
SAVE_OPLINE();
if (IS_CONST == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_UNDEF)) { //b586a554d777ef1c0c7eb38dc7bc7778result.var), op1, op2);
ZEND_VM_NEXT_OPCODE_CHECK_EXCEPTION();
}
static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_CONST_CV_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
USE_OPLINE
zval *op1, *op2, *result;
op1 = EX_CONSTANT(opline->op1);
op2 = _get_zval_ptr_cv_undef(execute_data, opline->op2.var); //1a159314155a7661745764c2f9d9b42eresult.var), op1, op2);
ZEND_VM_NEXT_OPCODE_CHECK_EXCEPTION();
}
OPArray
OPArray是指一个包含许多要被顺序执行的OPCode的数组，如下图：
OPArray由结构体_zend_op_array表示：
struct _zend_op_array {
/* Common elements */
/* 省略 */
/* END of common elements */
/* 省略 */
zend_op *opcodes; //5f3b903ed131ef1e2cd2032d32cafdcchandler)(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS_PASSTHRU); //执行OPCode对应的C函数
if (UNEXPECTED(!OPLINE)) { //当前OPArray执行完
execute_data = orig_execute_data;
opline = orig_opline;
return;
}
}
zend_error_noreturn(E_CORE_ERROR, "Arrived at end of main loop which shouldn't happen");
}
那么是如何切换到下一个OPCode去执行的呢？每个OPCode的Handler中都会调用到一个宏：
#define ZEND_VM_NEXT_OPCODE_EX(check_exception, skip) \
CHECK_SYMBOL_TABLES() \
if (check_exception) { \
OPLINE = EX(opline) + (skip); \
} else { \
OPLINE = opline + (skip); \
} \
ZEND_VM_CONTINUE()
该宏会把当前的opline+skip（skip通常是1），将opline指向下一条OPCode。opline是一个全局变量，指向当前执行的OPCode。
额外的一些东西
编译器优化
在Zend/zend_vm_execute.h中，会看到如下奇怪的代码：
static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_INIT_ARRAY_SPEC_CONST_CONST_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
/* 省略 */
if (IS_CONST == IS_UNUSED) {
ZEND_VM_NEXT_OPCODE();
#if 0 || (IS_CONST != IS_UNUSED)
} else {
ZEND_VM_TAIL_CALL(ZEND_ADD_ARRAY_ELEMENT_SPEC_CONST_CONST_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS_PASSTHRU));
#endif
}
}
你可能会对if (IS_CONST == IS_UNUSED)和#if 0 || (IS_CONST != IS_UNUSED)感到奇怪。看下其对应的模板代码：
ZEND_VM_HANDLER(71, ZEND_INIT_ARRAY, CONST|TMP|VAR|UNUSED|CV, CONST|TMPVAR|UNUSED|CV)
{
zval *array;
uint32_t size;
USE_OPLINE
array = EX_VAR(opline->result.var);
if (OP1_TYPE != IS_UNUSED) {
size = opline->extended_value >> ZEND_ARRAY_SIZE_SHIFT;
} else {
size = 0;
}
ZVAL_NEW_ARR(array);
zend_hash_init(Z_ARRVAL_P(array), size, NULL, ZVAL_PTR_DTOR, 0);
if (OP1_TYPE != IS_UNUSED) {
/* Explicitly initialize array as not-packed if flag is set */
if (opline->extended_value & ZEND_ARRAY_NOT_PACKED) {
zend_hash_real_init(Z_ARRVAL_P(array), 0);
}
}
if (OP1_TYPE == IS_UNUSED) {
ZEND_VM_NEXT_OPCODE();
#if !defined(ZEND_VM_SPEC) || (OP1_TYPE != IS_UNUSED)
} else {
ZEND_VM_DISPATCH_TO_HANDLER(ZEND_ADD_ARRAY_ELEMENT);
#endif
}
}
php zend_vm_gen.php在生成zend_vm_execute.h时，会把OP1_TYPE替换为op1的类型，从而生成这样子的代码：if (IS_CONST == IS_UNUSED)，但C编译器会把这些代码优化掉。
自定义Zend执行引擎的生成
zend_vm_gen.php支持传入参数--without-specializer，当使用该参数时，每个OPCode只会生成一个与之对应的Handler，该Handler中会对操作数做类型判断，然后再对操作数进行读写。
另一个参数是--with-vm-kind=CALL|SWITCH|GOTO，CALL是默认参数。
前面已提到执行引擎是通过一个while循环执行OPCode，每个OPCode中将opline增加1（通常情况下），然后回到while循环中，继续执行下一个OPCode，直到遇到ZEND_RETURN。
如果使用GOTO执行策略：
/* GOTO策略下，execute_ex是一个超大的函数 */
ZEND_API void execute_ex(zend_execute_data *ex)
{
/* 省略 */
while (1) {
/* 省略 */
goto *(void**)(OPLINE->handler);
/* 省略 */
}
/* 省略 */
}
这里的goto并没有直接使用符号名，其实是goto一个特殊的用法：Labels as Values。
执行引擎中的跳转
当PHP脚本中出现if语句时，是如何跳转到相应的OPCode然后继续执行的？看下面简单的例子：
$a = 8;
if ($a == 9) {
echo "foo";
} else {
echo "bar";
}
number of ops: 7
compiled vars: !0 = $a
line #* E I O op fetch ext return operands
-------------------------------------------------------------------------------------
2 0 E > ASSIGN !0, 8
3 1 IS_EQUAL ~2 !0, 9
2 > JMPZ ~2, ->5
4 3 > ECHO 'foo'
4 > JMP ->6
6 5 > ECHO 'bar'
6 > > RETURN 1
当$a != 9时，JMPZ会使当前执行跳转到第5个OPCode，否则JMP会使当前执行跳转到第6个OPCode。其实就是对当前的opline赋值为跳转目标OPCode的地址。
一些性能Tips
这部分内容将展示如何通过查看生成的OPCode优化PHP代码。
echo a concatenation
示例代码：
$foo = 'foo'; $bar = 'bar'; echo $foo . $bar;
OPArray：
number of ops: 5 compiled vars: !0 = $foo, !1 = $bar line #* E I O op fetch ext return operands ------------------------------------------------------------------------------------- 2 0 E > ASSIGN !0, 'foo' 3 1 ASSIGN !1, 'bar' 5 2 CONCAT ~4 !0, !1 3 ECHO ~4 4 > RETURN 1
$a和$b的值会被ZEND_CONCAT连接后存储到一个临时变量~4中，然后再echo输出。
CONCAT操作需要分配一块临时的内存，然后做内存拷贝，echo输出后，又要回收这块临时内存。如果把代码改为如下可消除CONCAT：
$foo = 'foo'; $bar = 'bar'; echo $foo , $bar;
OPArray：
number of ops: 5 compiled vars: !0 = $foo, !1 = $bar line #* E I O op fetch ext return operands ------------------------------------------------------------------------------------- 2 0 E > ASSIGN !0, 'foo' 3 1 ASSIGN !1, 'bar' 5 2 ECHO !0 3 ECHO !1 4 > RETURN 1
define()和const
PHP 5.3引入了const关键字。
简单地说：
define()是一个函数调用
conast是关键字，不会产生函数调用，要比define()轻量许多
define('FOO', 'foo');
echo FOO;
number of ops: 7
compiled vars: none
line #* E I O op fetch ext return operands
-------------------------------------------------------------------------------------
2 0 E > INIT_FCALL 'define'
1 SEND_VAL 'FOO'
2 SEND_VAL 'foo'
3 DO_ICALL
3 4 FETCH_CONSTANT ~1 'FOO'
5 ECHO ~1
6 > RETURN 1
如果使用const：
const FOO = 'foo'; echo FOO; number of ops: 4 compiled vars: none line #* E I O op fetch ext return operands ------------------------------------------------------------------------------------- 2 0 E > DECLARE_CONST 'FOO', 'foo' 3 1 FETCH_CONSTANT ~0 'FOO' 2 ECHO ~0 3 > RETURN 1
然而const在使用上有一些限制：
const关键字定义常量必须处于最顶端的作用区域，这就意味着不能在函数内，循环内以及if语句之内用const 来定义常量
const的操作数必须为IS_CONST类型
动态函数调用
尽量不要使用动态的函数名去调用函数：
function foo() { }
foo();
number of ops: 4
compiled vars: none
line #* E I O op fetch ext return operands
-------------------------------------------------------------------------------------
2 0 E > NOP
3 1 INIT_FCALL 'foo'
2 DO_UCALL
3 > RETURN 1
NOP表示不做任何操作，只是将当前opline指向下一条OPCode，编译器产生这条指令是由于历史原因。为何到PHP7还不移除它呢= =
看看使用动态的函数名去调用函数：
function foo() { }
$a = 'foo';
$a();
number of ops: 5
compiled vars: !0 = $a
line #* E I O op fetch ext return operands
-------------------------------------------------------------------------------------
2 0 E > NOP
3 1 ASSIGN !0, 'foo'
4 2 INIT_DYNAMIC_CALL !0
3 DO_FCALL 0
4 > RETURN 1
不同点在于INIT_FCALL和INIT_DYNAMIC_CALL，看下两个函数的源码：
static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_INIT_FCALL_SPEC_CONST_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
USE_OPLINE
zval *fname = EX_CONSTANT(opline->op2);
zval *func;
zend_function *fbc;
zend_execute_data *call;
fbc = CACHED_PTR(Z_CACHE_SLOT_P(fname)); /* 看下是否已经在缓存中了 */
if (UNEXPECTED(fbc == NULL)) {
func = zend_hash_find(EG(function_table), Z_STR_P(fname)); /* 根据函数名查找函数 */
if (UNEXPECTED(func == NULL)) {
SAVE_OPLINE();
zend_throw_error(NULL, "Call to undefined function %s()", Z_STRVAL_P(fname));
HANDLE_EXCEPTION();
}
fbc = Z_FUNC_P(func);
CACHE_PTR(Z_CACHE_SLOT_P(fname), fbc); /* 缓存查找结果 */
}
call = zend_vm_stack_push_call_frame_ex(
opline->op1.num, ZEND_CALL_NESTED_FUNCTION,
fbc, opline->extended_value, NULL, NULL);
call->prev_execute_data = EX(call);
EX(call) = call;
ZEND_VM_NEXT_OPCODE();
}
static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_INIT_DYNAMIC_CALL_SPEC_CV_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
/* 200多行代码，就不贴出来了，会根据CV的类型（字符串、对象、数组）做不同的函数查找 */
}
很显然INIT_FCALL相比INIT_DYNAMIC_CALL要轻量许多。
类的延迟绑定
简单地说，类A继承类B，类B最好先于类A被定义。
class Bar { }
class Foo extends Bar { }
number of ops: 4
compiled vars: none
line #* E I O op fetch ext return operands
-------------------------------------------------------------------------------------
2 0 E > NOP
3 1 NOP
2 NOP
3 > RETURN 1
从生成的OPCode可以看出，上述PHP代码在运行时，执行引擎不需要做任何操作。类的定义是比较耗性能的工作，例如解析类的继承关系，将父类的方法/属性添加进来，但编译器已经做完了这些繁重的工作。
如果类A先于类B被定义：
class Foo extends Bar { }
class Bar { }
number of ops: 4
compiled vars: none
line #* E I O op fetch ext return operands
-------------------------------------------------------------------------------------
2 0 E > FETCH_CLASS 0 :0 'Bar'
1 DECLARE_INHERITED_CLASS '%00foo%2Fhome%2Froketyyang%2Ftest.php0x7fb192b7101f', 'foo'
3 2 NOP
3 > RETURN 1
这里定义了Foo继承自Bar，但当编译器读取到Foo的定义时，编译器并不知道任何关于Bar的情况，所以编译器就生成相应的OPCode，使其定义延迟到执行时。在一些其他的动态类型的语言中，可能会产生错误：Parse error : class not found。
除了类的延迟绑定，像接口、traits都存在延迟绑定耗性能的问题。
对于定位PHP性能问题，通常都是先用xhprof或xdebug profile进行定位，需要通过查看OPCode定位性能问题的场景还是比较少的。
总结
希望通过这篇文章，能让你了解到PHP虚拟机大致是如何工作的。具体opcode的执行，以及函数调用涉及到的上下文切换，有许多细节性的东西，限于本文篇幅，在另一篇文章：PHP 7 中函数调用的实现进行讲解。
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위 내용은 PHP7 가상 머신이 무엇인지 이해하세요의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!