深入理解PHP原理之Opcodes

深入理解PHP原理之Opcodes

 

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：

 

 

   

 

echo "Hello World"; 

 

      $a = 1 + 1; 

 

 echo $a; 

 

  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。

 

附记: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:

 

 

Array 

 

( 

 

    [0] => Array 

 

        ( 

 

           [0] => 367 

 

           [1] =>  Array 

 

        ( 

 

            [0] => 316 

 

            [1] => echo 

 

        ) 

 

    [2] => Array 

 

        ( 

 

            [0] => 370 

 

            [1] => 

 

        ) 

 

    [3] => Array 

 

        ( 

 

            [0] => 315 

 

            [1] => "Hello World" 

 

        ) 

 

    [4] => ; 

 

    [5] => Array 

 

        ( 

 

            [0] => 370 

 

            [1] => 

 

        ) 

 

    [6] => = 

 

    [7] => Array 

 

        ( 

 

            [0] => 370 

  

            [1] => 

 

        ) 

 

    [8] => Array 

 

        ( 

 

            [0] => 305 

 

            [1] => 1 

 

        ) 

 

    [9] => Array 

 

        ( 

 

            [0] => 370 

 

            [1] => 

 

        ) 

 

    [10] => + 

 

    [11] => Array 

 

        ( 

 

            [0] => 370 

 

            [1] => 

 

        ) 

 

    [12] => Array 

 

        ( 

 

            [0] => 305 

 

            [1] => 1 

 

        ) 

 

    [13] => ; 

 

    [14] => Array 

 

        ( 

 

            [0] => 370 

 

            [1] => 

 

        ) 

 

    [15] => Array 

 

        ( 

 

            [0] => 316 

 

            [1] => echo 

 

        ) 

 

    [16] => Array 

 

        ( 

 

            [0] => 370 

 

            [1] => 

 

        ) 

 

    [17] => ; 

 

) 

 

 

 

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，因为没有被引用，所以被优化成!0了。

 

· 作者:laruence(http://www.laruence.com/)