PHP内核探索:解释器的执行过程

引擎是如何执行PHP代码的
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这里将介绍引擎内部执行一个PHP脚本的流程,以CLI SAPI为例子来对流程中核心的部分做简单介绍,省去一些初始化及清理操作。

CLI(Command Line Interface)即PHP的命令行模式,现在此SAPI是默认安装的,我们在服务器上安装完PHP之后,一般会生成一个可执行文件,假设此文件为/usr/local/bin/php ,那么我们在SHELL下可以用以下命令来执行一个PHP脚本:

/usr/local/bin/php -f test.php

这个命令将执行当前目录下的test.php脚本,我们暂且不关心test.php具体内容,只关心一下这个执行的内部过程是怎么样的。

CLI的主源代码文件在{PHPSRC}/sapi/cli/php_cli.c,整个过程就从这个文件中的 main()函数执行,整个函数比较长,主要可以分为以下几个阶段:

  1. 解析命令行参数
  2. 初始化环境
  3. 编译执行PHP代码
  4. 清理环境并返回退出

在第1个阶段中,解析-f参数为执行一个PHP文件,-f后面的test.php就是需要被执行的文件。

这里我们将关注第3个阶段,如何执行test.php中的PHP代码。

最终是通过php_execute_script(&file_handle TSRMLS_CC)来执行PHP的脚本,这个函数定义在{PHPSRC}/main/main.c,原型为

PHPAPI int php_execute_script(zend_file_handle *primary_file TSRMLS_DC)  

file_handle的类型为zend_file_handle,这个是zend对文件句柄的一个封装,里面的内容就是和test.php相关的了。

php_execute_script最终是调用的zend_execute_scripts,这个函数定义在{PHPSRC}/Zend/zend.c,原型为:

ZEND_API int zend_execute_scripts(int type TSRMLS_DC, zval **retval, int file_count, ...)  

此函数具有可变参数,可以一次执行多个PHP文件,在此函数中最核心的是调用zend_compile_file和zend_execute,zend_compile_file是一个函数指针,其声明在{PHPSRC}/Zend/zend_compile.c:

ZEND_API zend_op_array *(*zend_compile_file)(zend_file_handle *file_handle, int type TSRMLS_DC);  

 在引擎初始化的时候,会将compile_file函数的地址赋值给zend_compile_file,compile_file函数定义在{PHPSRC}/Zend/zend_language_scanner.c,通过声明可以看到这个函数以zend_file_handle指针作为参数,返回一个指向zend_op_array的指针。

zend_execute也是一个函数指针,其声明在{PHPSRC}/Zend/zend_execute.c:

ZEND_API extern void (*zend_execute)(zend_op_array *op_array TSRMLS_DC);  

  同样在引擎初始化的时候,会将execute函数的地址赋值给zend_execute,execute的定义在{PHPSRC}/Zend/zend_vm_execute.h。

通过声明知道zend_execute以一个指向zend_op_array结构的指针作为参数,这个指针即前面zend_compile_file的返回值,zend_execute就开始执行op_array中的op code,在执行op code的过程中,就实现了PHP语言的各种功能。

到这里主要的执行工作基本就完成。

PS:为什么要把zend_execute和zend_compile_file定义为函数指针?

在引擎初始化(zend_startup)的时候,将zend_execute指向了默认的execute,zend_compile_file指向了默认的compile_file。我们可以在实际编译和执行之前将zend_execute和zend_compile_file重写为其他的编译和执行函数,这样就为我们扩展引擎留下了钩子,比如一个比较有名的查看PHP的op code的扩展vld(http://www.derickrethans.nl/projects.html#vld),此扩展就是在每次请求初始化的钩子函数(PHP_RINIT_FUNCTION)中,将zend_execute和zend_compile_file替换成自己的vld_execute和vld_compile_file,这两个函数其实是对原始函数进行了封装,添加了输出opcode信息的附加功能,因为引擎初始化是发生在模块请求初始化之前,而模块请求初始化又是在编译和执行之前,所以这样的覆盖能达到目的。

延伸阅读

此文章所在专题列表如下:

  1. PHP内核探索:从SAPI接口开始
  2. PHP内核探索:一次请求的开始与结束
  3. PHP内核探索:一次请求生命周期
  4. PHP内核探索:单进程SAPI生命周期
  5. PHP内核探索:多进程/线程的SAPI生命周期
  6. PHP内核探索:Zend引擎
  7. PHP内核探索:再次探讨SAPI
  8. PHP内核探索:Apache模块介绍
  9. PHP内核探索:通过mod_php5支持PHP
  10. PHP内核探索:Apache运行与钩子函数
  11. PHP内核探索:嵌入式PHP
  12. PHP内核探索:PHP的FastCGI
  13. PHP内核探索:如何执行PHP脚本
  14. PHP内核探索:PHP脚本的执行细节
  15. PHP内核探索:操作码OpCode
  16. PHP内核探索:PHP里的opcode
  17. PHP内核探索:解释器的执行过程
  18. PHP内核探索:变量概述
  19. PHP内核探索:变量存储与类型
  20. PHP内核探索:PHP中的哈希表
  21. PHP内核探索:理解Zend里的哈希表
  22. PHP内核探索:PHP哈希算法设计
  23. PHP内核探索:翻译一篇HashTables文章
  24. PHP内核探索:哈希碰撞攻击是什么?
  25. PHP内核探索:常量的实现
  26. PHP内核探索:变量的存储
  27. PHP内核探索:变量的类型
  28. PHP内核探索:变量的值操作
  29. PHP内核探索:变量的创建
  30. PHP内核探索:预定义变量
  31. PHP内核探索:变量的检索
  32. PHP内核探索:变量的类型转换
  33. PHP内核探索:弱类型变量的实现
  34. PHP内核探索:静态变量的实现
  35. PHP内核探索:变量类型提示
  36. PHP内核探索:变量的生命周期
  37. PHP内核探索:变量赋值与销毁
  38. PHP内核探索:变量作用域
  39. PHP内核探索:诡异的变量名
  40. PHP内核探索:变量的value和type存储
  41. PHP内核探索:全局变量Global
  42. PHP内核探索:变量类型的转换
  43. PHP内核探索:内存管理开篇
  44. PHP内核探索:Zend内存管理器
  45. PHP内核探索:PHP的内存管理
  46. PHP内核探索:内存的申请与销毁
  47. PHP内核探索:引用计数与写时复制
  48. PHP内核探索:PHP5.3的垃圾回收机制
  49. PHP内核探索:内存管理中的cache
  50. PHP内核探索:写时复制COW机制
  51. PHP内核探索:数组与链表
  52. PHP内核探索:使用哈希表API
  53. PHP内核探索:数组操作
  54. PHP内核探索:数组源码分析
  55. PHP内核探索:函数的分类
  56. PHP内核探索:函数的内部结构
  57. PHP内核探索:函数结构转换
  58. PHP内核探索:定义函数的过程
  59. PHP内核探索:函数的参数
  60. PHP内核探索:zend_parse_parameters函数
  61. PHP内核探索:函数返回值
  62. PHP内核探索:形参return value
  63. PHP内核探索:函数调用与执行
  64. PHP内核探索:引用与函数执行
  65. PHP内核探索:匿名函数及闭包
  66. PHP内核探索:面向对象开篇
  67. PHP内核探索:类的结构和实现
  68. PHP内核探索:类的成员变量
  69. PHP内核探索:类的成员方法
  70. PHP内核探索:类的原型zend_class_entry
  71. PHP内核探索:类的定义
  72. PHP内核探索:访问控制
  73. PHP内核探索:继承,多态与抽象类
  74. PHP内核探索:魔术函数与延迟绑定
  75. PHP内核探索:保留类与特殊类
  76. PHP内核探索:对象
  77. PHP内核探索:创建对象实例
  78. PHP内核探索:对象属性读写
  79. PHP内核探索:命名空间
  80. PHP内核探索:定义接口
  81. PHP内核探索:继承与实现接口
  82. PHP内核探索:资源resource类型
  83. PHP内核探索:Zend虚拟机
  84. PHP内核探索:虚拟机的词法解析
  85. PHP内核探索:虚拟机的语法分析
  86. PHP内核探索:中间代码opcode的执行
  87. PHP内核探索:代码的加密与解密
  88. PHP内核探索:zend_execute的具体执行过程
  89. PHP内核探索:变量的引用与计数规则
  90. PHP内核探索:新垃圾回收机制说明

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