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深入理解PHP原理之Opcodes

編輯:關於PHP編程

 

Opcode是一種PHP腳本編譯後的中間語言,就像Java的ByteCode,或者.NET的MSL,舉個例子,比如你寫下了如下的PHP代碼:

 

 

   

 

echo "Hello World"; 

 

      $a = 1 + 1; 

 

 echo $a; 

 

  PHP執行這段代碼會經過如下4個步驟(確切的來說,應該是PHP的語言引擎Zend)

 

1.         Scanning(Lexing) ,將PHP代碼轉換為語言片段(Tokens)

 

2.         Parsing, 將Tokens轉換成簡單而有意義的表達式

 

3.         Compilation, 將表達式編譯成Opocdes

 

4.         Execution, 順次執行Opcodes,每次一條,從而實現PHP腳本的功能。

 

附記:現在有的Cache比如APC,可以使得PHP緩存住Opcodes,這樣,每次有請求來臨的時候,就不需要重復執行前面3步,從而能大幅的提高PHP的執行速度。

 

 

 

那什麼是Lexing?  學過編譯原理的同學都應該對編譯原理中的詞法分析步驟有所了解,Lex就是一個詞法分析的依據表。Zend/zend_language_scanner.c會根據Zend/zend_language_scanner.l(Lex文件),來對輸入的PHP代碼進行詞法分析,從而得到一個一個的“詞”,PHP4.2開始提供了一個函數叫token_get_all,這個函數就可以講一段PHP代碼Scanning成Tokens;

 

如果用這個函數處理我們開頭提到的PHP代碼,將會得到如下結果:

 

 

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] => ; 

 

 

 

 

分析這個返回結果我們可以發現,源碼中的字符串,字符,空格,都會原樣返回。每個源代碼中的字符,都會出現在相應的順序處。而,其他的比如標簽,操作符,語句,都會被轉換成一個包含倆部分的Array: Token ID (也就是在Zend內部的改Token的對應碼,比如,T_ECHO,T_STRING),和源碼中的原來的內容。

 

  接下來,就是Parsing階段了,Parsing首先會丟棄Tokens Array中的多於的空格,然後將剩余的Tokens轉換成一個一個的簡單的表達式

 

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

 

 

 

然後就改Compilation階段了,它會把Tokens編譯成一個個op_array, 每個op_arrayd包含如下5個部分:

 

1.         Opcode數字的標識,指明了每個op_array的操作類型,比如add , echo

 

2.         結果       存放Opcode結果

 

3.         操作數1  給Opcode的操作數

 

4.         操作數2

 

5.         擴展值   1個整形用來區別被重載的操作符

 

  比如,我們的PHP代碼會被Parsing成:

 

ZEND_ECHO 'Hello World'

ZEND_ADD ~0 1 1

ZEND_ASSIGN !0 ~0

ZEND_ECHO !0

呵呵,你可能會問了,我們的$a去那裡了?

 

       恩,這個要介紹操作數了,每個操作數都是由以下倆個部分組成:

 

a)         op_type : 為IS_CONST, IS_TMP_VAR, IS_VAR, IS_UNUSED, or IS_CV

 

b)        u,一個聯合體,根據op_type的不同,分別用不同的類型保存了這個操作數的值(const)或者左值(var)

 

 

 

而對於var來說,每個var也不一樣

 

       IS_TMP_VAR, 顧名思義,這個是一個臨時變量,保存一些op_array的結果,以便接下來的op_array使用,這種的操作數的u保存著一個指向變量表的一個句柄(整數),這種操作數一般用~開頭,比如~0,表示變量表的0號未知的臨時變量

 

IS_VAR 這種就是我們一般意義上的變量了,他們以$開頭表示

 

IS_CV 表示ZE2.1/PHP5.1以後的編譯器使用的一種cache機制,這種變量保存著被它引用的變量的地址,當一個變量第一次被引用的時候,就會被CV起來,以後對這個變量的引用就不需要再次去查找active符號表了,CV變量以!開頭表示。

 

    這麼看來,我們的$a,因為沒有被引用,所以被優化成!0了。

 

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

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