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php扩展开发

一. 摘要
PHP Extension是扩展PHP的主要手段，如数据库访问，序列化，或者远程过程调用，使用过PHP的人，其实都使用过PHP Extension，PHP里面很多的函数也是通过扩展实现的，而在PHP源码中包含了几十个扩展，PECL仓库中也提供了上百个扩展，所以只要使用 PHP开发，就不可避免的要开发PHP Extension。本文会用图文并茂的方式一步一步为大家介绍如何开发一个PHP Extension。

开发环境：Ubuntu 10.10，PHP 5.3.5，有一个可运行PHP的Web服务器（Nginx或Apache）
要求：了解C语言基础，了解PHP编程
需求：开发一个名为fetion_echo的Extension，只有一个简单的say_goodbye()函数，输入一个字符串，该函数返回"Goodbye xxx"。

开发PHP Extension的过程基本可以分为如下几步：?
1. 生成扩展框架?
2. Unix Build System配置?
3. 编写phpinfo()回调函数?
4. 编写核心代码?
5. 配置、编译?
6. 配置php.ini

二. 生成扩展框架
下载PHP源代码，我使用的是PHP 5.3.5。进入PHP源代码目录可以看到有个ext目录，这里是和PHP Extension有关，使用ls命令查看，可以看到很多已经存在的PHP Extension，如pdo_mysql，json等，如图1所示：

注意在该目录下有一个ext_skel脚本文件，接下来我们将会用它来生成Linux环境下PHP Extension代码框架，而ext_skel_win32.php是windows下的生成脚本。ext_skel完整的命令格式为：
./ext_skel --extname=module [--proto=file] [--stubs=file] [--xml[=file]] [--skel=dir] [--full-xml] [--no-help]
对其中的参数解释如下：?
--extname：参数指定了Extension的名字?
--no-help：指定在生成的代码框架中不加入注释等，除非我们对于开发PHP Extension非常有经验，否则还是不要指定该参数。其他的参数我们暂时可以不用考虑。

接下来在ext目录下输入如下命令：
$ ./ext_skel --extname=fetion_echo
再次使用ls命令查看ext目录，可以看到多了一个名为fetion_echo的目录，进入该目录可以看到ext_skel已经为我们建立好了PHP Extension的基本框架，如图2所示：

在这里有几个比较重要的文件，我们需要介绍一下：?
config.m4：Linux下的Build System配置文件，会使用它来生成configure文件和makefile。?
php_fetion_echo.h：扩展模块的头文件。?
fetion_echo.c：扩展模块的主程序文件，如果我们的扩展模块中有多个函数，最终所有的函数入口都在该文件中。

三. Unix Build System配置
config.m4文件告诉Unix Build System我们的扩展支持什么configure选项，使用Emacs或者vim打开该文件，大家可以看到一堆不认识的配置，不过不用担心，因为该文件中以"dnl"开头的都是注释，暂时不用考虑。我们能用到只有下面几行：
dnl If your extension references something external, use with: dnl PHP_ARG_WITH(fetion_echo, for fetion_echo support, dnl Make sure that the comment is aligned: dnl [ --with-fetion_echo Include fetion_echo support]) dnl Otherwise use enable: dnl PHP_ARG_ENABLE(fetion_echo, whether to enable fetion_echo support, dnl Make sure that the comment is aligned: dnl [ --enable-fetion_echo Enable fetion_echo support])
其实大家都能看明白，如果扩展使用了一些外部的引用，就使用下面的三行，否则使用最后面的三行，由于我们只是开发一个简单的echo扩展，没有使用任何外部引用，只要取消掉最后三行的注释就行：
PHP_ARG_ENABLE(fetion_echo, whether to enable fetion_echo support, Make sure that the comment is aligned: [ --enable-fetion_echo Enable fetion_echo support])?
保存退出，至此配置文件就完成了。

四. 分析PHP Extension核心代码
为了下面更好的介绍，这里先简单的介绍PHP Extension核心代码，打开fetion_echo.c文件，可以看到如下一段代码：
/* {{{ fetion_echo_module_entry */ zend_module_entry fetion_echo_module_entry = { #if ZEND_MODULE_API_NO >= 20010901 STANDARD_MODULE_HEADER, #endif "fetion_echo", fetion_echo_functions, PHP_MINIT(fetion_echo), PHP_MSHUTDOWN(fetion_echo), PHP_RINIT(fetion_echo), PHP_RSHUTDOWN(fetion_echo), PHP_MINFO(fetion_echo), #if ZEND_MODULE_API_NO >= 20010901 "0.1", #endif STANDARD_MODULE_PROPERTIES };
这里初始化了一个C语言中的结构体，每个PHP Extension其实就是一个zend_module_entry结构体，在该结构体中定义了每个扩展所需的字段，大家可以通过查看 zend_module_entry源代码看到。就本例而言，我们简单的介绍一下上面的代码：
1. STANDARD_MODULE_HEADER：C语言的宏，用来初始化zend_module_entry的前几个字段，包括结构体大小等?
2. fetion_echo：指定了扩展的名字，对应结构体中的name字段?
3. fetion_echo_functions：一个zend_function_entry类型的数组，指向扩展的函数表，所有需要暴露给用户的函数都需要在该函数表中注册?
4. PHP_MINIT(fetion_echo)：模块初始化回调函数，在扩展被加载时调用，MINIT = Module Initialization?
5. PHP_MSHUTDOWN(fetion_echo)：模块卸载回调函数，在扩展杯卸载时调用，MSHUTDOWN = Module Shutdown?
6. PHP_RINIT(fetion_echo)：请求初始化回调函数，每个请求开始时调用，RINIT = Request Initialization?
7. PHP_RSHUTDOWN(fetion_echo)：请求结束回调函数，每个请求结束时调用，RSHUTDOWN = Request Shutdown?
8. PHP_MINFO(fetion_echo)：扩展信息函数，在phpinfo()函数中会调用，用于显示模块的自定义信息?
9. 0.1：指定了扩展的版本号，对应结构体中的version字段?
10. STANDARD_MODULE_PROPERTIES：C语言的宏，用来初始化zend_module_entry的后几个字段
大家可以看到，在4-8我们指定了4个回调函数，这四个函数可以说我们提供了一种注入机制，让我们能够在这几个关键点进行资源的初始化或者资源回收。另外，需要说明的一点是，所有的回调函数我们都是通过Zend提供的宏定义的，主要是为了防止在PHP运行时的命名冲突问题，事实上不仅仅是函数，包括函数返回值、全局变量等我们都会使用这种方式。

五. 编写phpinfo()回调函数?
打开fetion_echo.c文件，在PHP_MINFO_FUNCTION里面编写如下代码：
PHP_MINFO_FUNCTION(fetion_echo) { php_info_print_table_start(); php_info_print_table_header(2, "fetion_echo support", "enabled"); php_info_print_table_row(2, "author", "TerryLee"); php_info_print_table_row(2, "version", "0.1"); php_info_print_table_end(); /* Remove comments if you have entries in php.ini DISPLAY_INI_ENTRIES(); */ }
这里主要是phpinfo()函数调用时显示自定义信息，用到了四个函数：
1. php_info_print_table_start()：定义phpinfo表格开始?
2. php_info_print_table_header()：定义phpinfo表格头，第一个参数指定列数，后面指定与第一个参数数量相等的自定义文字信息?
3. php_info_print_table_row()：定义phpinfo表格内容，第一个参数指定列数，后面指定与第一个参数数量相等的自定义文字信息?
4. php_info_print_table_end()：定义phpinfo表格结尾
在本例中我们定义了表格头，指定扩展是否可用；另外定义了两行内容，指定扩展的作者和版本。

六. 编写核心代码
接下来是时候编写我们的扩展核心代码了，打开php_fetion_echo.h文件，添加一行声明：
PHP_FUNCTION(say_goodbye);
注意这里不是用"原生"的编写C语言函数的方式，而是通过PHP_FUNCTION宏定义（具体原因前面讲过），say_goodbye是我们开发的扩展模块要暴露给用户的函数名称。

打开fetion_echo.c，在这里实现say_goodbye函数：
PHP_FUNCTION(say_goodbye) { char *arg = NULL; int arg_len, len; char *strg; if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, "s", &arg, &arg_len) == FAILURE) { return; } len = spprintf(&strg, 0, "Goodbye %s\n", arg); RETURN_STRINGL(strg, len, 0); }
里面的具体实现很简单，接收到参数之后，返回"Goodybye 参数"字符串，需要解释的是：
1. 参数接收：这里接收函数的参数需要通过zend_parse_parameter函数解析，第一个参数指定用户传入say_goodbye函数的参数个数，可以通过宏ZEND_NUM_ARGS()生成，TSRMLS_CC用来确保线程安全；第二个参数是一个字符串，每个字母代表一种类型，其中"s"代表char*或者int类型，"b"代表布尔类型，"l"代表long类型，完整的类型映射可以看这里；后面几个参数是我们定义的局部变量，用来接收传入的参数值
2. 函数返回值：不能使用C语言原生的return语句，而应该使用Zend API里提供的宏定义，如RETURN_STRINGL返回一个字符串；而RETURN_TRUE返回布尔类型true。

声明扩展函数参数信息(要写在头文件)，我们的函数原型为say_goodbye(name)，声明参数方式：
ZEND_BEGIN_ARG_INFO(arg_say_goodbye, 0) ZEND_ARG_INFO(0, name) ZEND_END_ARG_INFO()
这里都是Zend API提供的宏定义，在后面我会专门介绍扩展函数参数声明。实现完say_goodbye函数之后，我们再注册该函数到函数表 fetion_echo_functions（前面介绍过），第一个参数为函数名，第二个参数为函数参数数组信息，如下代码所示：
const zend_function_entry fetion_echo_functions[] = { PHP_FE(say_goodbye, arg_say_goodbye) {NULL, NULL, NULL} };
注意最后一行{NULL, NULL, NULL}是必须的，只有注册到函数表中的函数才能暴露给用户使用。

七. 配置、编译、安装?
在fetion_echo目录下输入如下命令，具体路径请根据自己安装的PHP路径设置：
/usr/local/php5/bin/phpize
注意如果没有安装过m4和autoconf，请先使用下列命令安装：
sudo apt-get install m4 sudo apt-get install autoconf
运行phpize之后，再用ls命令可以看到在fetion_echo目录生成了很多的文件，包括configure文件：

下面就可以安装该扩展了，使用Linux下面的"标准"三步安装模式：
./configure 或者： ./configure --with-php-config=/usr/local/php/bin/php-config make make install
在安装完成后会提示具体的扩展安装路径，然后就可以把该扩展加入到php.ini配置中，注意extension_dir的设置，重启Web服务器。

/etc/init.d/php-fpm restart

八. 运行?
上面步骤都完成后，运行phpinfo()应该可以看到：

编写一个简单的测试脚本，如下所示：
<?php echo say_goodbye("Foo"); ?>?
在浏览器里面查看：

如果您能够看到该界面，说明扩展已经工作正常了。

九. 总结
本文通过一个简单的示例，为大家介绍了如何使用Zend API和C语言在Linux下开发一个PHP Extension。下一篇我们看一下如何开发一个简单的类扩展。

参考资料
1. http://www.php.net/manual/en/internals2.buildsys.configunix.php?
2. http://www.php.net/manual/en/internals2.buildsys.skeleton.php