PHP sieht sehr einfach aus, aber es ist nicht einfach, tief in die Funktionsweise und Prinzipien von PHP einzusteigen. Wir müssen nicht nur in der Lage sein, es zu verwenden, sondern auch die zugrunde liegenden Funktionsprinzipien kennen, damit wir es verwenden können Flexibel und verstehen Sie den Betriebsmechanismus von PHP. Interessierte Freunde, lasst uns gemeinsam lernen
Wenn wir über den Betriebsmechanismus von PHP sprechen, werde ich Ihnen zunächst PHP-Module vorstellen, die insgesamt aus drei Modulen bestehen: Kernel, Zend-Engine und Erweiterungsschicht: Der PHP-Kernel wird zum Verarbeiten von Anfragen, Dateiströmen, Fehlerbehandlung und anderen verwandten Vorgängen verwendet eine Reihe von Funktionen, Klassenbibliotheken und Streams, die PHP verwendet, um bestimmte Vorgänge auszuführen. Beispielsweise benötigen wir die MySQL-Erweiterung, um eine Verbindung zur MySQL-Datenbank herzustellen. Wenn ZE das Programm ausführt, muss es möglicherweise eine Verbindung zu mehreren Erweiterungen herstellen. Zu diesem Zeitpunkt übergibt ZE die Steuerung an die Erweiterung und gibt sie nach der Verarbeitung der spezifischen Aufgabe zurück ;
Abschließend gibt ZE die Ergebnisse der Programmausführung an den PHP-Kernel zurück, der die Ergebnisse dann an die SAPI-Schicht übermittelt und sie schließlich an den Browser ausgibt.
PHP gilt als einfach, aber es ist nicht leicht, es zu beherrschen. Wir müssen nicht nur in der Lage sein, es zu verwenden, sondern auch das zugrunde liegende Funktionsprinzip kennen.
PHP ist eine dynamische Sprache, die für die Webentwicklung geeignet ist. Genauer gesagt handelt es sich um ein Software-Framework, das die Sprache C verwendet, um eine große Anzahl von Komponenten zu implementieren. Im engeren Sinne kann es als leistungsstarkes UI-Framework betrachtet werden.
Was ist der Zweck, die zugrunde liegende Implementierung von PHP zu verstehen? Um dynamische Sprache gut nutzen zu können, müssen wir zunächst verstehen, dass Speicherverwaltungs- und Framework-Modelle unserer Referenz würdig sind. Durch erweiterte Entwicklung können wir leistungsfähigere Funktionen erreichen und die Leistung unserer Programme optimieren.
1. PHP-Designkonzept und -Eigenschaften
Multiprozessmodell: Da PHP ein Multiprozessmodell ist, stören sich verschiedene Anforderungen nicht gegenseitig, was gewährleistet Dass eine Anfrage hängen bleibt Der Verlust hat keine Auswirkungen auf den Gesamtdienst. Natürlich hat PHP mit der Entwicklung der Zeit bereits das Multithreading-Modell unterstützt.
Schwach typisierte Sprache: Im Gegensatz zu C/C++, Java, C# und anderen Sprachen ist PHP eine schwach typisierte Sprache. Der Typ einer Variablen wird nicht zu Beginn bestimmt und es kann zu einer impliziten oder expliziten Typkonvertierung kommen. Die Flexibilität dieses Mechanismus ist in der Webentwicklung sehr praktisch sind detailliert in.
Der Motor- (Zend) + Komponentenmodus (ext) reduziert die interne Kopplung.
Die mittlere Schicht (Sapi) isoliert den Webserver und PHP.
Die Syntax ist einfach und flexibel, ohne zu viele Spezifikationen. Mängel führen zu gemischten Stilen, aber egal wie schlecht ein Programmierer ist, er wird kein Programm schreiben, das zu unverschämt ist und die Gesamtsituation gefährdet.
2. Das vierschichtige System von PHP
Die Kernarchitektur von PHP ist wie folgt:
Aus dem Bild ist ersichtlich, dass PHP von unten nach oben ein 4-Schichten-System ist:
Zend-Engine: Zend ist vollständig in reinem C implementiert und ist der Kernbestandteil von PHP. Es übersetzt PHP-Code (lexikalisch). , Syntaxanalyse usw.) Der Kompilierungsprozess verarbeitet ausführbare Opcodes und implementiert entsprechende Verarbeitungsmethoden, implementiert grundlegende Datenstrukturen (wie Hashtable, oo), Speicherzuweisung und -verwaltung und stellt entsprechende API-Methoden für externe Aufrufe bereit Die Peripheriefunktionen sind alle rund um Zend implementiert.
Erweiterungen: Rund um die Zend-Engine stellen Erweiterungen verschiedene grundlegende Dienste auf Komponentenbasis bereit. Unsere gemeinsamen verschiedenen integrierten Funktionen (z. B. Array-Serien), Standardbibliotheken usw. werden alle durch Erweiterungen implementiert. und Benutzer können auch Ihre eigene Erweiterung nach Bedarf implementieren, um Funktionserweiterungen, Leistungsoptimierungen und andere Zwecke zu erreichen (z. B. sind die PHP-Mittelschicht und die Rich-Text-Analyse, die derzeit von Tieba verwendet werden, typische Erweiterungsanwendungen).
Sapi: Der vollständige Name von Sapi ist Server Application Programming Interface. Dabei handelt es sich um die Server-Anwendungsprogrammierschnittstelle, die es PHP ermöglicht, über eine Reihe von Hook-Funktionen mit Peripheriedaten zu interagieren Durch Sapi wird PHP selbst erfolgreich von Anwendungen der oberen Ebene entkoppelt und isoliert. PHP kann nicht mehr berücksichtigen, wie es mit verschiedenen Anwendungen kompatibel ist, und die Anwendung selbst kann auch unterschiedliche Verarbeitungsmethoden entsprechend ihren eigenen Eigenschaften implementieren.
Anwendung der oberen Ebene: Dies ist das PHP-Programm, das wir normalerweise schreiben. Wir erhalten verschiedene Anwendungsmodi über verschiedene Sapi-Methoden, z. B. die Implementierung von Webanwendungen über einen Webserver, deren Ausführung im Skriptmodus auf der Befehlszeile usw.
Wenn PHP ein Auto ist, dann ist der Rahmen des Autos PHP selbst, Zend ist der Motor (Motor) des Autos und die verschiedenen Komponenten unter Ext sind die Räder des Autos B. eine Straße, und das Auto kann auf verschiedenen Straßentypen fahren, und die Ausführung eines PHP-Programms bedeutet, dass das Auto auf der Straße fährt. Deshalb brauchen wir: einen leistungsstarken Motor + die richtigen Räder + die richtige Spur.
3. Sapi
Wie oben erwähnt, ermöglicht Sapi externen Anwendungen den Datenaustausch mit PHP über eine Reihe von Schnittstellen und kann spezifische Funktionen entsprechend den Eigenschaften verschiedener Schnittstellen implementieren Einige unserer gängigen Sapi-Verarbeitungsmethoden sind:
Apache2handler: Dies ist die Verarbeitungsmethode, wenn Apache als Webserver verwendet wird und im mod_PHP-Modus ausgeführt wird.
cgi: Dies ist eine weitere direkte Interaktionsmethode zwischen Webserver und PHP, das berühmte Fastcgi-Protokoll. In den letzten Jahren wurde fastcgi + PHP immer häufiger verwendet und ist auch die einzige Methode, die von Asynchron unterstützt wird Webserver.
cli: Anwendungsmodus für Befehlszeilenaufrufe
4. PHP-Ausführungsprozess &opcode
Werfen wir zunächst einen Blick auf den Prozess der Ausführung von PHP-Code.
Wie Sie auf dem Bild sehen können, implementiert PHP einen typischen dynamischen Sprachausführungsprozess: Nachdem ein Code erhalten wurde, wurden Phasen wie die lexikalische Analyse und die Syntaxanalyse durchlaufen , die Quelle Das Programm wird in Anweisungen (Opcodes) übersetzt, und dann führt die virtuelle ZEND-Maschine diese Anweisungen nacheinander aus, um den Vorgang abzuschließen. PHP selbst ist in C implementiert, daher sind die letztendlich aufgerufenen Funktionen alle C-Funktionen. Tatsächlich können wir PHP als eine in C entwickelte Software betrachten.
Der Kern der PHP-Ausführung sind die übersetzten Anweisungen, also der Opcode.
Opcode ist die grundlegendste Einheit der PHP-Programmausführung. Ein Opcode besteht aus zwei Parametern (op1, op2), einem Rückgabewert und einer Verarbeitungsfunktion. Das PHP-Programm wird letztendlich in die sequentielle Ausführung einer Reihe von Opcode-Verarbeitungsfunktionen übersetzt.
Several common processing functions:
ZEND_ASSIGN_SPEC_CV_CV_HANDLER: variable allocation ($a=$b)
ZEND_DO_FCALL_BY_NAME_SPEC_HANDLER: function call
ZEND_CONCAT_SPEC_CV_CV_HANDLER: string Splicing $a .$b
ZEND_ADD_SPEC_CV_CONST_HANDLER: Additionsoperation $a+2
ZEND_IS_EQUAL_SPEC_CV_CONST: Gleich $a==1 beurteilen
ZEND_IS_IDENTICAL_SPEC_CV_CONST: Gleich $a=== 1 beurteilen
5. HashTable – Kerndatenstruktur
HashTable ist die Kerndatenstruktur von Zend. Es wird verwendet, um fast alle gängigen Funktionen in PHP zu implementieren ist seine typische Anwendung. Darüber hinaus werden innerhalb von Zend auch Funktionssymboltabellen, globale Variablen usw. basierend auf Hash-Tabellen implementiert.
Die Hash-Tabelle von PHP verfügt über die folgenden Funktionen:
Unterstützt typische Schlüssel->Wert-Abfragen
Kann als Array verwendet werden
Knoten hinzufügen und löschen sind O(1)-Komplexität
Schlüssel unterstützt gemischte Typen: assoziatives Zahlenkombinationsindex-Array existiert gleichzeitig
Wert unterstützt gemischte Typen: Array ("string", 2332)
unterstützte lineare Durchquerung: Zum Beispiel foreach
Zend-Hash-Tabelle implementiert eine typische Hash-Tabellen-Hash-Struktur und bietet gleichzeitig die Funktion der Vorwärts- und Rückwärtsdurchquerung des Arrays durch Anhängen einer doppelt verknüpften Liste. Seine Struktur ist wie folgt:
Wie Sie sehen können, gibt es in der Hash-Tabelle sowohl Hash-Strukturen in Form eines Schlüssel->Werts als auch eines doppelt verknüpften Listenmodus. Dadurch ist es sehr praktisch, unterstützt schnelle Suche und lineares Durchqueren.
Hash-Struktur: Die Hash-Struktur von Zend ist ein typisches Hash-Tabellenmodell, das eine verknüpfte Liste verwendet, um Konflikte zu lösen. Es ist zu beachten, dass die Hash-Tabelle von Zend eine selbstwachsende Datenstruktur ist. Wenn die Anzahl der Hash-Tabellen voll ist, wird sie dynamisch um das Zweifache erweitert und Elemente neu positioniert. Die Anfangsgröße beträgt 8. Darüber hinaus hat Zend selbst bei der Durchführung der schnellen Schlüssel->Wertsuche einige Optimierungen vorgenommen, um den Prozess durch den Austausch von Raum gegen Zeit zu beschleunigen. Beispielsweise wird in jedem Element eine Variable nKeyLength verwendet, um die Länge des Schlüssels zur schnellen Bestimmung zu identifizieren.
Doppelt verknüpfte Liste: Die Zend-Hash-Tabelle implementiert die lineare Durchquerung von Elementen durch eine verknüpfte Listenstruktur. Theoretisch reicht es aus, eine einseitig verknüpfte Liste zum Durchlaufen zu verwenden. Der Hauptzweck der Verwendung einer zweiseitig verknüpften Liste besteht darin, das Durchlaufen schnell zu löschen und zu vermeiden. Die Zend-Hash-Tabelle ist eine zusammengesetzte Struktur, die gängige assoziative Arrays unterstützt und auch als sequentielle Indexnummern verwendet werden kann und sogar eine Mischung aus beiden ermöglicht.
PHP-Assoziatives Array: Assoziatives Array ist eine typische hash_table-Anwendung. Ein Abfrageprozess durchläuft die folgenden Schritte (wie aus dem Code ersichtlich ist, handelt es sich hierbei um einen üblichen Hash-Abfrageprozess und es werden einige schnelle Beurteilungen hinzugefügt, um die Suche zu beschleunigen.):
getKeyHashValue h; index = n & nTableMask; Bucket *p = arBucket[index]; while (p) { if ((p->h == h) & (p->nKeyLength == nKeyLength)) { RETURN p->data; } p=p->next; }
PHP-Index-Array: Das Index-Array ist unser gemeinsames Array, auf das über Indizes zugegriffen wird. Beispiel: $arr[0], Zend HashTable wird intern normalisiert und der Hash-Wert und nKeyLength (0) werden auch dem Indextypschlüssel zugewiesen. Die interne Mitgliedsvariable nNextFreeElement ist die aktuell zugewiesene maximale ID, die nach jedem Push automatisch um eins erhöht wird. Es ist dieser Normalisierungsprozess, der es PHP ermöglicht, eine Mischung aus assoziativen und nicht-assoziativen Daten zu erreichen. Aufgrund der Besonderheit des Push-Vorgangs wird die Reihenfolge der Indexschlüssel im PHP-Array nicht durch die Größe des Index bestimmt, sondern durch die Reihenfolge des Pushs. Zum Beispiel: $arr[1] = 2; $arr[2] = 3; für Schlüssel vom Typ Double behandelt Zend HashTable sie als Indexschlüssel
6 >PHP ist eine schwach typisierte Sprache und unterscheidet die Variablentypen nicht streng. PHP muss beim Deklarieren von Variablen den Typ nicht angeben. PHP kann während der Programmausführung implizite Konvertierungen von Variablentypen durchführen. Wie bei anderen stark typisierten Sprachen kann auch eine explizite Typkonvertierung im Programm durchgeführt werden. PHP-Variablen können in einfache Typen (int, string, bool), Sammlungstypen (Array-Ressourcenobjekt) und Konstanten (const) unterteilt werden. Alle oben genannten Variablen haben unter der Haube die gleiche zval-Struktur.
Zval ist eine weitere sehr wichtige Datenstruktur in Zend, die zum Identifizieren und Implementieren von PHP-Variablen verwendet wird. Ihre Datenstruktur ist wie folgt:
Zval besteht hauptsächlich aus drei Teilen:
Typ: Gibt den Typ der Variablen an (Ganzzahl, Zeichenfolge, Array usw.)
refcount&is_ref : Wird zum Implementieren der Referenzzählung verwendet (detaillierte Einführung später)
value: Der Kernteil, der die tatsächlichen Daten der Variablen speichert
Zvalue wird zum Speichern der tatsächlichen Daten einer Variablen verwendet. Da mehrere Typen gespeichert werden müssen, ist zvalue eine Union und implementiert somit eine schwache Typisierung.
Die entsprechende Beziehung zwischen PHP-Variablentypen und ihrem tatsächlichen Speicher ist wie folgt:
IS_LONG -> lvalue
IS_DOUBLE -> dvalue
IS_ARRAY -> >IS_STRING -> ; str
IS_RESOURCE -> lvalue
Zval von PHP kann ein breites Spektrum an Datentypen darstellen, es ist jedoch schwierig, benutzerdefinierte Datentypen vollständig zu beschreiben. Da es keine effiziente Möglichkeit gibt, diese zusammengesetzten Strukturen darzustellen, gibt es keine Möglichkeit, herkömmliche Operatoren für sie zu verwenden. Um dieses Problem zu lösen, müssen Sie nur über einen im Wesentlichen willkürlichen Bezeichner (Label), der als Ressource bezeichnet wird, auf den Zeiger verweisen.
In zval wird lval für Ressourcen als Zeiger verwendet, der direkt auf die Adresse der Ressource zeigt. Die Ressource kann eine beliebige zusammengesetzte Struktur sein. Die bekannten Ressourcen mysqli, fsock, memcached usw. sind allesamt Ressourcen.
So verwenden Sie Ressourcen:
Registrierung: Sie möchten einen benutzerdefinierten Datentyp als Ressource verwenden. Zuerst müssen Sie es registrieren, und Zend weist ihm eine weltweit eindeutige Kennung zu.
Eine Ressourcenvariable abrufen: Für Ressourcen verwaltet Zend eine id->hash_tale der tatsächlichen Daten. Für eine Ressource wird nur ihre ID in zval aufgezeichnet. Suchen Sie beim Abrufen den spezifischen Wert in der hash_table über die ID und geben Sie ihn zurück.
Ressourcenzerstörung: Die Datentypen von Ressourcen sind vielfältig. Zend selbst hat keine Möglichkeit, es zu zerstören. Daher müssen Benutzer bei der Registrierung von Ressourcen eine Zerstörungsfunktion bereitstellen. Wenn Ressourcen nicht festgelegt sind, ruft Zend die entsprechende Funktion auf, um die Zerstörung abzuschließen. Löschen Sie es auch aus der globalen Ressourcentabelle.
Ressourcen können lange Zeit bestehen bleiben, nicht nur nachdem alle Variablen, die auf sie verweisen, den Gültigkeitsbereich verlassen, sondern auch nachdem eine Anfrage beendet und eine neue Anfrage generiert wurde. Diese Ressourcen werden als persistente Ressourcen bezeichnet, da sie während des gesamten Lebenszyklus der SAPI bestehen bleiben, sofern sie nicht ausdrücklich zerstört werden. In vielen Fällen können persistente Ressourcen die Leistung bis zu einem gewissen Grad verbessern. In unserem gemeinsamen mysql_pconnect weisen persistente Ressourcen beispielsweise Speicher über pemalloc zu, sodass sie nicht freigegeben werden, wenn die Anforderung endet.
Für Zend gibt es keinen Unterschied zwischen den beiden.
Wie werden lokale Variablen und globale Variablen in PHP implementiert? Bei einer Anfrage kann PHP jederzeit zwei Symboltabellen (symbol_table und active_symbol_table) sehen, wobei erstere zur Verwaltung globaler Variablen verwendet wird. Letzteres ist ein Zeiger, der auf die aktuell aktive Variablensymboltabelle zeigt. Wenn das Programm eine Funktion aufruft, weist zend ihr eine Symboltabelle x zu und zeigt active_symbol_table auf a. Auf diese Weise wird die Unterscheidung zwischen globalen und lokalen Variablen erreicht.
Variablenwerte abrufen: Die PHP-Symboltabelle wird über hash_table implementiert. Beim Abrufen wird der entsprechende zval entsprechend der Kennung ermittelt und zurückgegeben.
Globale Variablen in Funktionen verwenden: In Funktionen können wir globale Variablen verwenden, indem wir sie explizit als global deklarieren. Erstellen Sie einen Verweis auf die Variable mit demselben Namen in symbol_table in active_symbol_table. Wenn in symbol_table keine Variable mit demselben Namen vorhanden ist, wird diese zuerst erstellt.
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