PHP 7에서 재귀를 최적화하는 방법을 알아보세요!
- 青灯夜游앞으로
- 2021-09-06 19:33:082253검색
이 글에서는 재귀에 대해 소개하고 PHP 7의 재귀 최적화를 소개합니다.
⒈ Recursion
재귀는 단순성과 우아함 때문에 프로그래밍에서 자주 사용됩니다. 재귀 코드는 더 선언적이고 자기 설명적입니다. 재귀는 반복처럼 값을 얻는 방법을 설명할 필요가 없으며 오히려 함수의 최종 결과를 설명합니다.
누적 및 피보나치 수열 구현을 예로 들면:
- 반복 구현
// 累加函数
// 给定参数 n，求小于等于 n 的正整数的和
function sumBelow(int $n)
{
if ($n <= 0) {
return 0;
}
$result = 0;
for ($i = 1; $i <= $n; $i ++) {
$result += $i;
}
return $result;
}
// 斐波那契数列
// 给定参数 n，取得斐波那契数列中第 n 项的值
// 这里用数组模拟斐波那契数列，斐波那契数列第一项为 1，第二项为 2，初始化数组 $arr = [1, 1]，则斐波那契数列第 n 项的值为 $arr[n] = $arr[n-1] + $arr[n-2]
function fib(int $n)
{
if ($n <= 0) {
return false;
}
if ($n == 1) {
return 1;
}
$arr = [1, 1];
for ($i = 2, $i <= $n; $i ++) {
$arr[$i] = $arr[$i - 1] + $arr[$i - 2];
}
return $arr[$n];
}- 재귀 구현
// 累加函数
function sumBelow(int $n)
{
if ($n <= 1) {
return 1;
}
return $n + sumBelow($n - 1);
}
// 斐波那契数列
function fib(int $n)
{
if ($n < 2) {
return 1;
}
return fib($n - 1) + fib($n - 2);
}비교하면 재귀 구현이 더 간결하고 명확하며 읽기 쉽습니다. 더 강력하고 이해하기 쉽습니다. .
⒉ 재귀 문제
프로그램의 함수 호출은 일반적으로 하위 수준의 특정 호출 규칙을 따라야 합니다. 일반적인 프로세스는 다음과 같습니다.
- 먼저 함수의 매개변수와 반환 주소를 스택에 푸시합니다
- 그런 다음 CPU는 함수 본문의 코드 실행을 시작합니다
- 마지막으로 함수 실행이 완료된 후 공간이 소멸됩니다. 그리고 CPU는 반환 주소로 돌아갑니다.
이 프로세스는 저급 언어(예: 어셈블리)에서 매우 빠르게 실행되는 CPU와 직접 상호 작용하기 때문에 매우 빠릅니다. Linux의 x86_64 아키텍처에서는 매개변수가 레지스터를 통해 직접 전달되는 경우가 많으며 메모리의 스택 공간이 CPU 캐시에 미리 로드되므로 CPU가 스택 공간에 매우 빠르게 액세스할 수 있습니다.
PHP와 같은 고급 언어에서는 동일한 프로세스가 완전히 다릅니다. 고급 언어는 CPU와 직접 상호 작용할 수 없으며 힙, 스택과 같은 개념 집합을 가상화하려면 가상 머신을 사용해야 합니다. 동시에 이 가상화된 스택을 유지하고 관리하려면 가상 머신도 필요합니다.
고급 언어의 함수 호출 프로세스는 이미 저급 언어에 비해 매우 느리며 재귀는 이러한 상황을 더욱 악화시킬 것입니다. 위 예의 누적 함수를 예로 들면, ZVM은 sumBelow에 도달할 때마다 함수 호출 스택을 구성해야 합니다(호출 스택의 구체적인 구성은 이전 기사에서 설명했습니다). n이 증가하면 점점 더 많은 호출 스택을 구성해야 하므로 결국 메모리 오버플로가 발생합니다. 누적 함수와 비교할 때 피보나치 함수의 재귀는 기하급수적으로 호출 스택 수를 증가시킵니다(왜냐하면 각 호출 스택은 결국 두 개의 새로운 호출 스택을 생성하기 때문입니다). sumBelow，ZVM 都需要构造一个函数调用栈（具体调用栈的构造之前的文章已经讲过），随着 n 的增大，需要构造的调用栈会越来越多，最终导致内存溢出。相较于累加函数，斐波那契函数的递归会使得调用栈的数量呈现几何级数式的增加（因为每一个调用栈最终会新产生两个调用栈）。
⒊ 使用蹦床函数（trampoline）和尾调用（tail call）来优化递归
① 尾调用
尾调用指的是一个函数最后只返回对自身的调用，再没有其他的任何操作。由于函数返回的是对自身的调用，因此编译器可以复用当前的调用栈而不需要新建调用栈。
将前述的累加函数和斐波那契函数改为尾调用的实现方式，代码如下
// 累加函数的尾调用方式实现
function subBelow(int $n, int $sum = 1)
{
if ($n <= 1) {
return $sum;
}
return subBelow($n - 1, $sum + $n);
}
// 斐波那契函数的尾调用实现
function fib(int $n, int $acc1 = 1, int $acc2 = 2)
{
if ($n < 2) {
return $acc1;
}
return fib($n - 1, $acc1 + $acc2, $acc1);
}② 蹦床函数
累加函数相对简单，可以很方便的转换成尾调用的实现方式。斐波那契函数的尾调用实现方式就相对比较麻烦。但在实际应用中，很多递归夹杂着很多复杂的条件判断，在不同的条件下进行不同方式的递归。此时，无法直接把递归函数转换成尾调用的形式，需要借助蹦床函数。
所谓蹦床函数，其基本原理是将递归函数包装成迭代的形式。以累加函数为例，首先改写累加函数的实现方式：
function trampolineSumBelow(int $n, int $sum = 1)
{
if ($n <= 1) {
return $sum;
}
return function() use ($n, $sum) { return trampolineSumBelow($n - 1, $sum + $n); };
}在函数的最后并没有直接进行递归调用，而是把递归调用包装进了一个闭包，而闭包函数不会立即执行。此时需要借助蹦床函数，如果蹦床函数发现返回的是一个闭包，那么蹦床函数会继续执行返回的闭包，知道蹦床函数发现返回的是一个值。
function trampoline(callable $cloure, ...$args)
{
while (is_callable($cloure)) {
$cloure = $cloure(...$args);
}
return $cloure;
}
echo trampoline('trampolineSumBelow', 100);蹦床函数是一种比较通用的解决递归调用的问题的方式。在蹦床函数中，返回的闭包被以迭代的方式执行，避免了函数递归导致的内存溢出。
⒋ ZVM 中对递归的优化
在 PHP 7 中，通过尾调用的方式优化递归主要应用在对象的方法中。仍然以累加函数为例：
class Test
{
public function __construct(int $n)
{
$this->sum($n);
}
public function sum(int $n, int $sum = 1)
{
if ($n <= 1) {
return $sum;
}
return $this->sum($n - 1, $sum + $n);
}
}
$t = new Test($argv[1]);
echo memory_get_peak_usage(true), PHP_EOL;
// 经测试，在 $n <= 10000 的条件下，内存消耗的峰值恒定为 2M以上代码对应的 OPCode 为：
// 主函数
L0: V2 = NEW 1 string("Test")
L1: CHECK_FUNC_ARG 1
L2: V3 = FETCH_DIM_FUNC_ARG CV1($argv) int(1)
L3: SEND_FUNC_ARG V3 1
L4: DO_FCALL
L5: ASSIGN CV0($t) V2
L6: INIT_FCALL 1 96 string("memory_get_peak_usage")
L7: SEND_VAL bool(true) 1
L8: V6 = DO_ICALL
L9: ECHO V6
L10: ECHO string("
")
L11: RETURN int(1)
// 构造函数
L0: CV0($n) = RECV 1
L1: INIT_METHOD_CALL 1 THIS string("sum")
L2: SEND_VAR_EX CV0($n) 1
L3: DO_FCALL
L4: RETURN null
// 累加函数
L0: CV0($n) = RECV 1
L1: CV1($sum) = RECV_INIT 2 int(1)
L2: T2 = IS_SMALLER_OR_EQUAL CV0($n) int(1)
L3: JMPZ T2 L5
L4: RETURN CV1($sum)
L5: INIT_METHOD_CALL 2 THIS string("sum")
L6: T3 = SUB CV0($n) int(1)
L7: SEND_VAL_EX T3 1
L8: T4 = ADD CV1($sum) CV0($n)
L9: SEND_VAL_EX T4 2
L10: V5 = DO_FCALL
L11: RETURN V5
L12: RETURN null 当 class 中的累加函数 sum 发生尾调用时执行的 OPCode 为 DO_FCALL
🎜🎜🎜 ⒊ 트램폴린과 테일 콜을 사용하여 재귀 최적화🎜🎜① 테일 콜
🎜 테일 콜은 마지막에 쌍만 반환하는 함수를 말합니다. 호출 자체는 그렇지 않습니다. 다른 작업을 수행합니다. 함수가 자신에 대한 호출을 반환하므로 컴파일러는 새 호출 스택을 만들지 않고도 현재 호출 스택을 재사용할 수 있습니다. 🎜🎜🎜🎜 앞서 언급한 누적 함수와 피보나치 함수는 테일 콜로 구현됩니다. 코드는 다음과 같습니다🎜# define ZEND_VM_CONTINUE() return
# define LOAD_OPLINE() opline = EX(opline)
# define ZEND_VM_ENTER() execute_data = EG(current_execute_data); LOAD_OPLINE(); ZEND_VM_INTERRUPT_CHECK(); ZEND_VM_CONTINUE()
static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_DO_FCALL_SPEC_RETVAL_USED_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
USE_OPLINE
zend_execute_data *call = EX(call);
zend_function *fbc = call->func;
zend_object *object;
zval *ret;
SAVE_OPLINE();
EX(call) = call->prev_execute_data;
/* 判断所调用的方法是否为抽象方法或已废弃的函数 */
/* ... ... */
LOAD_OPLINE();
if (EXPECTED(fbc->type == ZEND_USER_FUNCTION)) {
/* 所调用的方法为开发者自定义的方法 */
ret = NULL;
if (1) {
ret = EX_VAR(opline->result.var);
ZVAL_NULL(ret);
}
call->prev_execute_data = execute_data;
i_init_func_execute_data(call, &fbc->op_array, ret);
if (EXPECTED(zend_execute_ex == execute_ex)) {
/* zend_execute_ex == execute_ex 说明方法调用的是自身，发生递归*/
ZEND_VM_ENTER();
} else {
ZEND_ADD_CALL_FLAG(call, ZEND_CALL_TOP);
zend_execute_ex(call);
}
} else if (EXPECTED(fbc->type < ZEND_USER_FUNCTION)) {
/* 内部方法调用 */
/* ... ... */
} else { /* ZEND_OVERLOADED_FUNCTION */
/* 重载的方法 */
/* ... ... */
}
fcall_end:
/* 异常判断以及相应的后续处理 */
/* ... ... */
zend_vm_stack_free_call_frame(call);
/* 异常判断以及相应的后续处理 */
/* ... ... */
ZEND_VM_SET_OPCODE(opline + 1);
ZEND_VM_CONTINUE();
}② 트램펄린 함수
🎜 누적 함수는 비교적 간단하고 매우 편리합니다. tail call로 변환하는 구현 방법입니다. 피보나치 함수의 테일 콜 구현은 상대적으로 까다롭습니다. 그러나 실제 적용에서는 많은 재귀가 많은 복잡한 조건부 판단과 혼합되어 있으며, 다른 조건에서 다른 재귀 방법이 수행됩니다. 이때 재귀함수를 tail call 형태로 직접 변환할 수 없으며 트램폴린 함수가 필요하다. 🎜🎜 소위 트램펄린 함수라고 불리는 이 함수의 기본 원리는 재귀 함수를 반복 형식으로 래핑하는 것입니다. 누적 함수를 예로 들면, 먼저 누적 함수의 구현을 다시 작성합니다. 🎜class A
{
private function test($n)
{
echo "test $n", PHP_EOL;
}
public function __call($method, $args)
{
$this->$method(...$args);
var_export($this);
echo PHP_EOL;
}
}
class B extends A
{
public function __call($method, $args)
{
(new parent)->$method(...$args);
var_export($this);
echo PHP_EOL;
}
}
class C extends B
{
public function __call($method, $args)
{
(new parent)->$method(...$args);
var_export($this);
echo PHP_EOL;
}
}
$c = new C();
//$c->test(11);
echo memory_get_peak_usage(), PHP_EOL;
// 经测试，仅初始化 $c 对象消耗的内存峰值为 402416 字节，调用 test 方法所消耗的内存峰值为 431536 字节🎜 함수의 끝에서 재귀 호출이 직접 이루어지지 않지만 재귀 호출이 클로저로 래핑되고 클로저 함수는 즉시 처형되지는 않습니다. 이때 트램폴린 함수를 사용해야 합니다. 트램펄린 함수가 반환된 내용이 클로저임을 확인하면 트램펄린 함수는 반환된 내용이 값임을 확인할 때까지 반환된 클로저를 계속 실행합니다. 🎜static union _zend_function *zend_std_get_method(zend_object **obj_ptr, zend_string *method_name, const zval *key)
{
zend_object *zobj = *obj_ptr;
zval *func;
zend_function *fbc;
zend_string *lc_method_name;
zend_class_entry *scope = NULL;
ALLOCA_FLAG(use_heap);
if (EXPECTED(key != NULL)) {
lc_method_name = Z_STR_P(key);
#ifdef ZEND_ALLOCA_MAX_SIZE
use_heap = 0;
#endif
} else {
ZSTR_ALLOCA_ALLOC(lc_method_name, ZSTR_LEN(method_name), use_heap);
zend_str_tolower_copy(ZSTR_VAL(lc_method_name), ZSTR_VAL(method_name), ZSTR_LEN(method_name));
}
/* 所调用的方法在当前对象中不存在 */
if (UNEXPECTED((func = zend_hash_find(&zobj->ce->function_table, lc_method_name)) == NULL)) {
if (UNEXPECTED(!key)) {
ZSTR_ALLOCA_FREE(lc_method_name, use_heap);
}
if (zobj->ce->__call) {
/* 当前对象存在魔术方法 __call */
return zend_get_user_call_function(zobj->ce, method_name);
} else {
return NULL;
}
}
/* 所调用的方法为 protected 或 private 类型时的处理逻辑 */
/* ... ... */
}
static zend_always_inline zend_function *zend_get_user_call_function(zend_class_entry *ce, zend_string *method_name)
{
return zend_get_call_trampoline_func(ce, method_name, 0);
}
ZEND_API zend_function *zend_get_call_trampoline_func(zend_class_entry *ce, zend_string *method_name, int is_static)
{
size_t mname_len;
zend_op_array *func;
zend_function *fbc = is_static ? ce->__callstatic : ce->__call;
ZEND_ASSERT(fbc);
if (EXPECTED(EG(trampoline).common.function_name == NULL)) {
func = &EG(trampoline).op_array;
} else {
func = ecalloc(1, sizeof(zend_op_array));
}
func->type = ZEND_USER_FUNCTION;
func->arg_flags[0] = 0;
func->arg_flags[1] = 0;
func->arg_flags[2] = 0;
func->fn_flags = ZEND_ACC_CALL_VIA_TRAMPOLINE | ZEND_ACC_PUBLIC;
if (is_static) {
func->fn_flags |= ZEND_ACC_STATIC;
}
func->opcodes = &EG(call_trampoline_op);
func->prototype = fbc;
func->scope = fbc->common.scope;
/* reserve space for arguments, local and temorary variables */
func->T = (fbc->type == ZEND_USER_FUNCTION)? MAX(fbc->op_array.last_var + fbc->op_array.T, 2) : 2;
func->filename = (fbc->type == ZEND_USER_FUNCTION)? fbc->op_array.filename : ZSTR_EMPTY_ALLOC();
func->line_start = (fbc->type == ZEND_USER_FUNCTION)? fbc->op_array.line_start : 0;
func->line_end = (fbc->type == ZEND_USER_FUNCTION)? fbc->op_array.line_end : 0;
//??? keep compatibility for "<pre class="brush:php;toolbar:false;">static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_CALL_TRAMPOLINE_SPEC_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
zend_array *args;
zend_function *fbc = EX(func);
zval *ret = EX(return_value);
uint32_t call_info = EX_CALL_INFO() & (ZEND_CALL_NESTED | ZEND_CALL_TOP | ZEND_CALL_RELEASE_THIS);
uint32_t num_args = EX_NUM_ARGS();
zend_execute_data *call;
USE_OPLINE
args = emalloc(sizeof(zend_array));
zend_hash_init(args, num_args, NULL, ZVAL_PTR_DTOR, 0);
if (num_args) {
zval *p = ZEND_CALL_ARG(execute_data, 1);
zval *end = p + num_args;
zend_hash_real_init(args, 1);
ZEND_HASH_FILL_PACKED(args) {
do {
ZEND_HASH_FILL_ADD(p);
p++;
} while (p != end);
} ZEND_HASH_FILL_END();
}
SAVE_OPLINE();
call = execute_data;
execute_data = EG(current_execute_data) = EX(prev_execute_data);
ZEND_ASSERT(zend_vm_calc_used_stack(2, fbc->common.prototype) <= (size_t)(((char*)EG(vm_stack_end)) - (char*)call));
call->func = fbc->common.prototype;
ZEND_CALL_NUM_ARGS(call) = 2;
ZVAL_STR(ZEND_CALL_ARG(call, 1), fbc->common.function_name);
ZVAL_ARR(ZEND_CALL_ARG(call, 2), args);
zend_free_trampoline(fbc);
fbc = call->func;
if (EXPECTED(fbc->type == ZEND_USER_FUNCTION)) {
if (UNEXPECTED(!fbc->op_array.run_time_cache)) {
init_func_run_time_cache(&fbc->op_array);
}
i_init_func_execute_data(call, &fbc->op_array, ret);
if (EXPECTED(zend_execute_ex == execute_ex)) {
ZEND_VM_ENTER();
} else {
ZEND_ADD_CALL_FLAG(call, ZEND_CALL_TOP);
zend_execute_ex(call);
}
} else {
/* ... ... */
}
/* ... ... */
}" characters
//??? see: Zend/tests/bug46238.phpt
if (UNEXPECTED((mname_len = strlen(ZSTR_VAL(method_name))) != ZSTR_LEN(method_name))) {
func->function_name = zend_string_init(ZSTR_VAL(method_name), mname_len, 0);
} else {
func->function_name = zend_string_copy(method_name);
}
return (zend_function*)func;
}
static void zend_init_call_trampoline_op(void)
{
memset(&EG(call_trampoline_op), 0, sizeof(EG(call_trampoline_op)));
EG(call_trampoline_op).opcode = ZEND_CALL_TRAMPOLINE;
EG(call_trampoline_op).op1_type = IS_UNUSED;
EG(call_trampoline_op).op2_type = IS_UNUSED;
EG(call_trampoline_op).result_type = IS_UNUSED;
ZEND_VM_SET_OPCODE_HANDLER(&EG(call_trampoline_op));
}🎜 트램펄린 기능은 재귀 호출 문제를 해결하는 보다 일반적인 방법입니다. 트램폴린 함수에서는 반환된 클로저가 반복적으로 실행되어 함수 재귀로 인한 메모리 오버플로를 방지합니다. 🎜🎜🎜⒋ ZVM의 재귀 최적화🎜🎜🎜 PHP 7에서는 tail call을 통한 재귀 최적화가 객체 메소드에서 주로 사용됩니다. 여전히 누적 함수를 예로 들면 다음과 같습니다. 🎜# define LOAD_NEXT_OPLINE() opline = EX(opline) + 1
# define ZEND_VM_CONTINUE() return
# define ZEND_VM_LEAVE() ZEND_VM_CONTINUE()
static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL zend_leave_helper_SPEC(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
zend_execute_data *old_execute_data;
uint32_t call_info = EX_CALL_INFO();
if (EXPECTED((call_info & (ZEND_CALL_CODE|ZEND_CALL_TOP|ZEND_CALL_HAS_SYMBOL_TABLE|ZEND_CALL_FREE_EXTRA_ARGS|ZEND_CALL_ALLOCATED)) == 0)) {
/* ... ... */
LOAD_NEXT_OPLINE();
ZEND_VM_LEAVE();
} else if (EXPECTED((call_info & (ZEND_CALL_CODE|ZEND_CALL_TOP)) == 0)) {
i_free_compiled_variables(execute_data);
if (UNEXPECTED(call_info & ZEND_CALL_HAS_SYMBOL_TABLE)) {
zend_clean_and_cache_symbol_table(EX(symbol_table));
}
EG(current_execute_data) = EX(prev_execute_data);
/* ... ... */
zend_vm_stack_free_extra_args_ex(call_info, execute_data);
old_execute_data = execute_data;
execute_data = EX(prev_execute_data);
zend_vm_stack_free_call_frame_ex(call_info, old_execute_data);
if (UNEXPECTED(EG(exception) != NULL)) {
const zend_op *old_opline = EX(opline);
zend_throw_exception_internal(NULL);
if (RETURN_VALUE_USED(old_opline)) {
zval_ptr_dtor(EX_VAR(old_opline->result.var));
}
HANDLE_EXCEPTION_LEAVE();
}
LOAD_NEXT_OPLINE();
ZEND_VM_LEAVE();
} else if (EXPECTED((call_info & ZEND_CALL_TOP) == 0)) {
/* ... ... */
LOAD_NEXT_OPLINE();
ZEND_VM_LEAVE();
} else {
/* ... ... */
}
}🎜 위 코드에 해당하는 OPCode는 다음과 같습니다. 🎜rrreee🎜 클래스의 누적 함수 sum가 테일 호출될 때 실행되는 OPCode는 입니다. DO_FCALL , 해당 기본 구현은 다음과 같습니다. 🎜# define ZEND_VM_CONTINUE() return
# define LOAD_OPLINE() opline = EX(opline)
# define ZEND_VM_ENTER() execute_data = EG(current_execute_data); LOAD_OPLINE(); ZEND_VM_INTERRUPT_CHECK(); ZEND_VM_CONTINUE()
static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_DO_FCALL_SPEC_RETVAL_USED_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
USE_OPLINE
zend_execute_data *call = EX(call);
zend_function *fbc = call->func;
zend_object *object;
zval *ret;
SAVE_OPLINE();
EX(call) = call->prev_execute_data;
/* 判断所调用的方法是否为抽象方法或已废弃的函数 */
/* ... ... */
LOAD_OPLINE();
if (EXPECTED(fbc->type == ZEND_USER_FUNCTION)) {
/* 所调用的方法为开发者自定义的方法 */
ret = NULL;
if (1) {
ret = EX_VAR(opline->result.var);
ZVAL_NULL(ret);
}
call->prev_execute_data = execute_data;
i_init_func_execute_data(call, &fbc->op_array, ret);
if (EXPECTED(zend_execute_ex == execute_ex)) {
/* zend_execute_ex == execute_ex 说明方法调用的是自身，发生递归*/
ZEND_VM_ENTER();
} else {
ZEND_ADD_CALL_FLAG(call, ZEND_CALL_TOP);
zend_execute_ex(call);
}
} else if (EXPECTED(fbc->type < ZEND_USER_FUNCTION)) {
/* 内部方法调用 */
/* ... ... */
} else { /* ZEND_OVERLOADED_FUNCTION */
/* 重载的方法 */
/* ... ... */
}
fcall_end:
/* 异常判断以及相应的后续处理 */
/* ... ... */
zend_vm_stack_free_call_frame(call);
/* 异常判断以及相应的后续处理 */
/* ... ... */
ZEND_VM_SET_OPCODE(opline + 1);
ZEND_VM_CONTINUE();
} 从 DO_FCALL 的底层实现可以看出，当发生方法递归调用时（zend_execute_ex == execute_ex），ZEND_VM_ENTER() 宏将 execute_data 转换为当前方法的 execute_data ，同时将 opline 又置为 execute_data 中的第一条指令，在检查完异常（ZEND_VM_INTERRUPT_CHECK()）之后，返回然后重新执行方法。
通过蹦床函数的方式优化递归调用主要应用在对象的魔术方法 __call 、__callStatic 中。
class A
{
private function test($n)
{
echo "test $n", PHP_EOL;
}
public function __call($method, $args)
{
$this->$method(...$args);
var_export($this);
echo PHP_EOL;
}
}
class B extends A
{
public function __call($method, $args)
{
(new parent)->$method(...$args);
var_export($this);
echo PHP_EOL;
}
}
class C extends B
{
public function __call($method, $args)
{
(new parent)->$method(...$args);
var_export($this);
echo PHP_EOL;
}
}
$c = new C();
//$c->test(11);
echo memory_get_peak_usage(), PHP_EOL;
// 经测试，仅初始化 $c 对象消耗的内存峰值为 402416 字节，调用 test 方法所消耗的内存峰值为 431536 字节 在对象中尝试调用某个方法时，如果该方法在当前对象中不存在或访问受限（protected、private），则会调用对象的魔术方法 __call（如果通过静态调用的方式，则会调用 __callStatic）。在 PHP 的底层实现中，该过程通过 zend_std_get_method 函数实现
static union _zend_function *zend_std_get_method(zend_object **obj_ptr, zend_string *method_name, const zval *key)
{
zend_object *zobj = *obj_ptr;
zval *func;
zend_function *fbc;
zend_string *lc_method_name;
zend_class_entry *scope = NULL;
ALLOCA_FLAG(use_heap);
if (EXPECTED(key != NULL)) {
lc_method_name = Z_STR_P(key);
#ifdef ZEND_ALLOCA_MAX_SIZE
use_heap = 0;
#endif
} else {
ZSTR_ALLOCA_ALLOC(lc_method_name, ZSTR_LEN(method_name), use_heap);
zend_str_tolower_copy(ZSTR_VAL(lc_method_name), ZSTR_VAL(method_name), ZSTR_LEN(method_name));
}
/* 所调用的方法在当前对象中不存在 */
if (UNEXPECTED((func = zend_hash_find(&zobj->ce->function_table, lc_method_name)) == NULL)) {
if (UNEXPECTED(!key)) {
ZSTR_ALLOCA_FREE(lc_method_name, use_heap);
}
if (zobj->ce->__call) {
/* 当前对象存在魔术方法 __call */
return zend_get_user_call_function(zobj->ce, method_name);
} else {
return NULL;
}
}
/* 所调用的方法为 protected 或 private 类型时的处理逻辑 */
/* ... ... */
}
static zend_always_inline zend_function *zend_get_user_call_function(zend_class_entry *ce, zend_string *method_name)
{
return zend_get_call_trampoline_func(ce, method_name, 0);
}
ZEND_API zend_function *zend_get_call_trampoline_func(zend_class_entry *ce, zend_string *method_name, int is_static)
{
size_t mname_len;
zend_op_array *func;
zend_function *fbc = is_static ? ce->__callstatic : ce->__call;
ZEND_ASSERT(fbc);
if (EXPECTED(EG(trampoline).common.function_name == NULL)) {
func = &EG(trampoline).op_array;
} else {
func = ecalloc(1, sizeof(zend_op_array));
}
func->type = ZEND_USER_FUNCTION;
func->arg_flags[0] = 0;
func->arg_flags[1] = 0;
func->arg_flags[2] = 0;
func->fn_flags = ZEND_ACC_CALL_VIA_TRAMPOLINE | ZEND_ACC_PUBLIC;
if (is_static) {
func->fn_flags |= ZEND_ACC_STATIC;
}
func->opcodes = &EG(call_trampoline_op);
func->prototype = fbc;
func->scope = fbc->common.scope;
/* reserve space for arguments, local and temorary variables */
func->T = (fbc->type == ZEND_USER_FUNCTION)? MAX(fbc->op_array.last_var + fbc->op_array.T, 2) : 2;
func->filename = (fbc->type == ZEND_USER_FUNCTION)? fbc->op_array.filename : ZSTR_EMPTY_ALLOC();
func->line_start = (fbc->type == ZEND_USER_FUNCTION)? fbc->op_array.line_start : 0;
func->line_end = (fbc->type == ZEND_USER_FUNCTION)? fbc->op_array.line_end : 0;
//??? keep compatibility for "\0" characters
//??? see: Zend/tests/bug46238.phpt
if (UNEXPECTED((mname_len = strlen(ZSTR_VAL(method_name))) != ZSTR_LEN(method_name))) {
func->function_name = zend_string_init(ZSTR_VAL(method_name), mname_len, 0);
} else {
func->function_name = zend_string_copy(method_name);
}
return (zend_function*)func;
}
static void zend_init_call_trampoline_op(void)
{
memset(&EG(call_trampoline_op), 0, sizeof(EG(call_trampoline_op)));
EG(call_trampoline_op).opcode = ZEND_CALL_TRAMPOLINE;
EG(call_trampoline_op).op1_type = IS_UNUSED;
EG(call_trampoline_op).op2_type = IS_UNUSED;
EG(call_trampoline_op).result_type = IS_UNUSED;
ZEND_VM_SET_OPCODE_HANDLER(&EG(call_trampoline_op));
} ZEND_CALL_TRAMPOLINE 的底层实现逻辑：
static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_CALL_TRAMPOLINE_SPEC_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
zend_array *args;
zend_function *fbc = EX(func);
zval *ret = EX(return_value);
uint32_t call_info = EX_CALL_INFO() & (ZEND_CALL_NESTED | ZEND_CALL_TOP | ZEND_CALL_RELEASE_THIS);
uint32_t num_args = EX_NUM_ARGS();
zend_execute_data *call;
USE_OPLINE
args = emalloc(sizeof(zend_array));
zend_hash_init(args, num_args, NULL, ZVAL_PTR_DTOR, 0);
if (num_args) {
zval *p = ZEND_CALL_ARG(execute_data, 1);
zval *end = p + num_args;
zend_hash_real_init(args, 1);
ZEND_HASH_FILL_PACKED(args) {
do {
ZEND_HASH_FILL_ADD(p);
p++;
} while (p != end);
} ZEND_HASH_FILL_END();
}
SAVE_OPLINE();
call = execute_data;
execute_data = EG(current_execute_data) = EX(prev_execute_data);
ZEND_ASSERT(zend_vm_calc_used_stack(2, fbc->common.prototype) <= (size_t)(((char*)EG(vm_stack_end)) - (char*)call));
call->func = fbc->common.prototype;
ZEND_CALL_NUM_ARGS(call) = 2;
ZVAL_STR(ZEND_CALL_ARG(call, 1), fbc->common.function_name);
ZVAL_ARR(ZEND_CALL_ARG(call, 2), args);
zend_free_trampoline(fbc);
fbc = call->func;
if (EXPECTED(fbc->type == ZEND_USER_FUNCTION)) {
if (UNEXPECTED(!fbc->op_array.run_time_cache)) {
init_func_run_time_cache(&fbc->op_array);
}
i_init_func_execute_data(call, &fbc->op_array, ret);
if (EXPECTED(zend_execute_ex == execute_ex)) {
ZEND_VM_ENTER();
} else {
ZEND_ADD_CALL_FLAG(call, ZEND_CALL_TOP);
zend_execute_ex(call);
}
} else {
/* ... ... */
}
/* ... ... */
} 从 ZEND_CALL_TRAMPOLINE 的底层实现可以看出，当发生 __call 的递归调用时（上例中 class C、class B、class A 中依次发生 __call 的调用），ZEND_VM_ENTER 将 execute_data 和 opline 进行变换，然后重新执行。
递归之后还需要返回，返回的功能在 RETURN 中实现。所有的 PHP 代码在编译成 OPCode 之后，最后一条 OPCode 指令一定是 RETURN（即使代码中没有 return，编译时也会自动添加）。而在 ZEND_RETURN 中，最后一步要执行的操作为 zend_leave_helper ，递归的返回即时在这一步完成。
# define LOAD_NEXT_OPLINE() opline = EX(opline) + 1
# define ZEND_VM_CONTINUE() return
# define ZEND_VM_LEAVE() ZEND_VM_CONTINUE()
static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL zend_leave_helper_SPEC(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
zend_execute_data *old_execute_data;
uint32_t call_info = EX_CALL_INFO();
if (EXPECTED((call_info & (ZEND_CALL_CODE|ZEND_CALL_TOP|ZEND_CALL_HAS_SYMBOL_TABLE|ZEND_CALL_FREE_EXTRA_ARGS|ZEND_CALL_ALLOCATED)) == 0)) {
/* ... ... */
LOAD_NEXT_OPLINE();
ZEND_VM_LEAVE();
} else if (EXPECTED((call_info & (ZEND_CALL_CODE|ZEND_CALL_TOP)) == 0)) {
i_free_compiled_variables(execute_data);
if (UNEXPECTED(call_info & ZEND_CALL_HAS_SYMBOL_TABLE)) {
zend_clean_and_cache_symbol_table(EX(symbol_table));
}
EG(current_execute_data) = EX(prev_execute_data);
/* ... ... */
zend_vm_stack_free_extra_args_ex(call_info, execute_data);
old_execute_data = execute_data;
execute_data = EX(prev_execute_data);
zend_vm_stack_free_call_frame_ex(call_info, old_execute_data);
if (UNEXPECTED(EG(exception) != NULL)) {
const zend_op *old_opline = EX(opline);
zend_throw_exception_internal(NULL);
if (RETURN_VALUE_USED(old_opline)) {
zval_ptr_dtor(EX_VAR(old_opline->result.var));
}
HANDLE_EXCEPTION_LEAVE();
}
LOAD_NEXT_OPLINE();
ZEND_VM_LEAVE();
} else if (EXPECTED((call_info & ZEND_CALL_TOP) == 0)) {
/* ... ... */
LOAD_NEXT_OPLINE();
ZEND_VM_LEAVE();
} else {
/* ... ... */
}
} 在 zend_leave_helper 中，execute_data 又被换成了 prev_execute_data ，然后继续执行新的 execute_data 的 opline（注意：这里并没有将 opline 初始化为 execute_data 中 opline 的第一条 OPCode，而是接着之前执行到的位置继续执行下一条 OPCode）。
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