理解php原理的opcodes(操作码)


Opcondes是一种php脚本编译后的中间语言,就像Java的Byte Code,或者.NET 的MSL 。(都没了解过~)

  举个文中的例子

复制代码 代码如下:

<?php
  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)
复制代码 代码如下:

  1.Scanning(Lexing) (扫描),将PHP代码转换为语言片段(Tokens)
  2.Parsing(语法分析), 将Tokens转换成简单而有意义的表达式
  3.Compilation(编译), 将表达式编译成Opocdes
  4.Execution(执行编译后的结果), 顺次执行Opcodes,每次一条,从而实现PHP脚本的功能。

  其中他还提到一句:“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。 ” 这可能是php执行速度比较快的原因之一吧~

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:
复制代码 代码如下:

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
复制代码 代码如下:

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:
复制代码 代码如下:

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:
复制代码 代码如下:

* 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_CVb)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被优化成!0了。
总结:


1.php的执行顺序是: -> php程序
          -> 被Scanning(扫描转换为Tokens(语言片段))
          -> 被Parsing(语法分析,将Tokens转换成简单而有意义的表达式)
          -> Compilation(编译,将表达式编译成Opocdes(操作码))
-> Execution(顺序执行编译后的结果)
2. APC(Alternative PHP Cache)的缓存机制可以缓存住Opcodes,这样,下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。 这可能是php执行速度比较快的原因之一

补充:
apc,zend optimize是之所以能够加速php
就是因为他可以缓存opcode
并不是zend引擎本身自带的功能
zend引擎默认是一个轮回中任何一项都要走的



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