PHP如何執行 - 從源代碼到渲染

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>受Ruby代碼如何執行的最新文章的啟發，本文涵蓋了PHP代碼的執行過程。

鑰匙要點

PHP代碼的執行涉及四個階段：Lexing，解析，編譯和解釋。每個階段在將PHP源代碼轉換為機器可讀代碼的過程中至關重要。

> Lexing或令牌化是將字符串（PHP源代碼）變成一個令牌序列的過程。每個令牌是其匹配值的命名標識符。此階段還存儲lexeme和匹配令牌的行號。 > 解析階段

驗證令牌順序的有效性，並生成抽象語法樹（AST）。 AST是在編譯階段使用的源代碼的樹視圖。 彙編階段通過遍歷AST並進行優化，例如使用字面參數和折疊恆定的數學表達式進行優化。可以使用OPCACHE，VLD和PHPDBG檢查此階段的輸出。
• 解釋階段是在Zend Engine（ZE）VM上運行Opcodes的最後階段。此階段的輸出是您的PHP腳本通過echo，print，var_dump等命令輸出的內容。
>
簡介
>當我們執行PHP代碼時，引擎蓋下發生了很多事情。從廣義上講，執行代碼時，PHP解釋器將經歷四個階段：>
Lexing
解析

彙編

解釋

1. >本文將瀏覽這些階段，並展示我們如何查看每個階段的輸出，以真正查看發生了什麼。請注意，雖然某些使用的擴展程序應該已經是您的PHP安裝的一部分（例如Tokenizer和opcache），但需要手動安裝和啟用其他擴展程序（例如，PHP-ast和VLD）。
階段1 - Lexing
2. Lexing（或令牌化）是將字符串（在這種情況下為PHP源代碼）轉換為令牌序列的過程。令牌只是其匹配的值的命名標識符。 PHP使用re2c從zend_language_scanner.l定義文件。
>我們可以通過令牌擴展名看到Lexing階段的輸出：
4. >輸出：

$code = <<<'code'
<span><span><?php
</span></span><span><span>$a = 1;
</span></span><span>code<span>;
</span></span><span>
</span><span><span>$tokens = token_get_all($code);
</span></span><span>
</span><span><span>foreach ($tokens as $token) {
</span></span><span>    <span>if (is_array($token)) {
</span></span><span>        <span>echo "Line <span><span>{$token[2]}</span>: "</span>, token_name($token[0]), " ('<span><span>{$token[1]}</span>')"</span>, PHP_EOL;
</span></span><span>    <span>} else {
</span></span><span>        <span>var_dump($token);
</span></span><span>    <span>}
</span></span><span><span>}
</span></span>

>從上述輸出中有幾個值得注意的點。第一個點是，並非所有源代碼的所有部分都命名為令牌。相反，某些符號本身被視為令牌（例如=，;，：，？等）。第二點是，Lexer實際上做的不只是簡單地輸出一個令牌流。在大多數情況下，它也存儲了lexeme（由令牌匹配的值）和匹配令牌的行號（用於堆棧跟踪之類的內容）。

階段2 - 解析

也生成了解析器，這次是通過BNF語法文件與野牛一起生成的。 PHP使用LALR（1）（向前，從左到右）無上下文語法。前面的外觀僅意味著解析器能夠在解析時可能會遇到的歧義。從左到右的部分意味著它從左到右解析令牌流。

>

>生成的解析器階段將令牌流從Lexer作為輸入中獲取，並有兩個作業。首先，它通過嘗試將其與BNF語法文件中定義的任何語法規則相匹配，從而驗證令牌順序的有效性。這樣可以確保令牌流中的代幣形成有效的語言構造。解析器的第二個作業是生成

抽象語法樹

（AST） - 下一階段將使用的源代碼的樹視圖（彙編）。 我們可以使用php-ast擴展名來查看的一種

。內部AST並沒有直接暴露，因為與之合作（在一致性和一般可用性方面）並不是特別“乾淨”，因此PHP-AST擴展對其進行了一些轉換以使其可以更好地使用。 >讓我們看一下基本代碼的AST：> >輸出：

Line 1: T_OPEN_TAG ('<?php
')
Line 2: T_VARIABLE ('$a')
Line 2: T_WHITESPACE (' ')
string(1) "="
Line 2: T_WHITESPACE (' ')
Line 2: T_LNUMBER ('1')
string(1) ";"

樹節點（通常是類型的astnode）具有多個屬性：

$code = <<<'code'
<span><span><?php
</span></span><span><span>$a = 1;
</span></span><span>code<span>;
</span></span><span>
</span><span><span>print_r(ast<span>\parse_code</span>($code, 30));
</span></span>

類型 - 描繪節點類型的整數值；每個都有相應的常數（例如AST_STMT_LIST => 132，AST_ASSIGN => 517，AST_VAR => 256）

>標誌 - 一個指定過載行為的整數（例如，ASTAST_BINARD_OP節點將具有區分發生哪些二進制操作的標誌）

Lineno

lineno - 線號，從較早的令牌信息中可以看出
• 兒童 - 子節點，通常會進一步分解該節點的一部分（例如，功能節點將具有孩子：參數，返回類型，身體等）
• >此階段的AST輸出很方便用於諸如靜態代碼分析儀（例如phan）之類的工具。

  階段3 - 彙編

  彙編階段消耗了AST，它通過遞歸穿越樹來發出opcods。這個階段還進行了一些優化。這些包括通過字面論據（例如strlen（“ ABC”）到int（3））和折疊持續的數學表達式（例如60 * 60 * 24 to int（86400））。

  >我們可以在此階段以多種方式檢查OpCode輸出，包括OPCACHE，VLD和PHPDBG。我將使用VLD為此，因為我覺得輸出更友好。

  >讓我們看看以下file.php腳本的輸出是什麼：

  執行以下命令：

  $code = <<<'code'
  <span><span><?php
  </span></span><span><span>$a = 1;
  </span></span><span>code<span>;
  </span></span><span>
  </span><span><span>$tokens = token_get_all($code);
  </span></span><span>
  </span><span><span>foreach ($tokens as $token) {
  </span></span><span>    <span>if (is_array($token)) {
  </span></span><span>        <span>echo "Line <span><span>{$token[2]}</span>: "</span>, token_name($token[0]), " ('<span><span>{$token[1]}</span>')"</span>, PHP_EOL;
  </span></span><span>    <span>} else {
  </span></span><span>        <span>var_dump($token);
  </span></span><span>    <span>}
  </span></span><span><span>}
  </span></span>

  >
  我們的輸出是：

  Line 1: T_OPEN_TAG ('<?php
  ')
  Line 2: T_VARIABLE ('$a')
  Line 2: T_WHITESPACE (' ')
  string(1) "="
  Line 2: T_WHITESPACE (' ')
  Line 2: T_LNUMBER ('1')
  string(1) ";"
  

  > Opcodes類似於原始源代碼，足以與基本操作一起進行。 （我不會深入研究本文中的opcodes的詳細信息，因為這本身將需要幾個整個文章。）在上面腳本中沒有在OpCode級別上應用優化，但是正如我們所看到的，編譯階段通過解決恆定條件（php_version ==='7.1.0-dev'）來做出一些。

  $code = <<<'code'
  <span><span><?php
  </span></span><span><span>$a = 1;
  </span></span><span>code<span>;
  </span></span><span>
  </span><span><span>print_r(ast<span>\parse_code</span>($code, 30));
  </span></span>

  > OPCACHE不僅可以簡單地緩存OPCODE（因此繞過Lexing，解析和編譯階段）。它還包含許多不同級別的優化。讓我們將優化級別提高到四個傳球，以查看出來的內容：

  >

  >命令：

  >輸出：

  ast\Node Object (
      [kind] => 132
      [flags] => 0
      [lineno] => 1
      [children] => Array (
          [0] => ast\Node Object (
              [kind] => 517
              [flags] => 0
              [lineno] => 2
              [children] => Array (
                  [var] => ast\Node Object (
                      [kind] => 256
                      [flags] => 0
                      [lineno] => 2
                      [children] => Array (
                          [name] => a
                      )
                  )
                  [expr] => 1
              )
          )
      )
  )
  

  >我們可以看到恆定條件已被刪除，並且兩個迴聲指令已被壓縮到單個指令中。這些只是對Opcache在腳本的Opcodes上進行的許多優化的味道。不過，我不會瀏覽本文的各種優化級別，因為這本身也是一篇文章。

  >階段4 - 解釋

  <span>if (PHP_VERSION === '7.1.0-dev') {
  </span>    <span>echo 'Yay', PHP_EOL;
  </span><span>}
  </span>

  >最後階段是對opcodes的解釋。這是Opcodes在Zend Engine（ZE）VM上運行的地方。對於這個階段，實際上幾乎沒有什麼可說的（至少從高級角度來看）。輸出幾乎是您通過echo，print，var_dump等命令輸出輸出的任何內容。

  >因此，這是一個有趣的事實，而不是在此階段挖掘任何復雜的事實：PHP在生成自己的VM時需要自己作為依賴性。這是因為VM是由PHP腳本生成的，因為它更簡單並且更易於維護。

  結論

  >我們已經簡要介紹了PHP解釋器在運行PHP代碼時通過的四個階段。這涉及使用各種擴展（包括令牌，PHP-ast，opcache和vld）來操縱和查看每個階段的輸出。

  。

  >我希望本文能夠幫助您對PHP的解釋器有更好的整體理解，並顯示了Opcache擴展的重要性（用於其緩存和優化能力）。

  經常詢問有關PHP執行過程的問題（常見問題解答）
  > PHP解釋器在執行過程中的作用是什麼？它負責將PHP源代碼轉換為機器可讀代碼。解釋器逐行讀取PHP腳本，解釋每行並執行必要的操作。它還負責在執行過程中處理錯誤和例外。 PHP解釋器是PHP運行時環境的關鍵組成部分，其中還包括Web服務器和PHP擴展。 PHP執行過程。它負責解析PHP腳本，將其編譯到字節碼中，然後執行字節碼。 PHP引擎使用兩步過程來執行PHP腳本。首先，它解析PHP腳本並將其轉換為抽象語法樹（AST）。然後，將AST編譯到字節碼中並執行。 PHP引擎還包括一個內存管理器和一個垃圾收集器，以在執行過程中管理內存使用量。

  >

  > PHP的命令行接口和Web服務器接口之間有什麼區別？ -line接口（CLI）和Web服務器接口是運行PHP腳本的兩種不同方法。 CLI用於從命令行運行PHP腳本，而Web服務器接口則用於響應Web請求來運行PHP腳本。兩個接口之間的主要區別是它們處理輸入和輸出的方式。在CLI中，從命令行讀取輸入，並將輸出寫入控制台。在Web服務器接口中，從HTTP請求讀取輸入，並將輸出寫入HTTP響應。

  >

  PHP在執行過程中如何處理錯誤？
  php具有強大的錯誤處理。允許其在執行過程中處理錯誤的機制。發生錯誤時，PHP會生成錯誤消息並將其發送到錯誤處理程序。錯誤處理程序可以根據錯誤報告設置顯示錯誤消息，將其記錄或忽略。 PHP還支持異常處理，這使其可以以更結構化和易於管理的方式處理錯誤。 >

  > php擴展在執行過程中的作用是什麼？

  php擴展是在PHP語言中添加新功能和功能的模塊。在執行過程中，它們被加載到PHP運行時環境中，可用於執行從數據庫訪問到圖像處理的廣泛任務。 PHP擴展名為C編寫，並編譯為機器代碼，這使其非常快速有效。它們是PHP生態系統的關鍵組成部分，並有助於其靈活性和功率。

  >

  > PHP如何優化執行過程？

  PHP使用多種技術來優化執行過程。這些技術之一是OpCode緩存，其中涉及將PHP引擎生成的字節碼存儲在內存中，以便可以在後續執行中重複使用。這消除了每次執行PHP腳本的必要性，從而大大提高了性能。 PHP還使用Just-In-time（JIT）彙編，其中涉及在運行時將字節碼編譯到機器代碼中以進一步提高性能。

  >

  PHP在執行過程中如何處理內存管理？ PHP具有內置內存管理器，可以在執行過程中處理內存分配和Deallocation。內存管理器根據需要為變量和數據結構分配內存，並在不再需要內存時對內存進行交易。 PHP還具有一個垃圾收集器，該垃圾收集器會自動釋放不再使用的內存。這有助於防止內存洩漏並將內存使用控制在控制之下。
  > Web服務器在PHP執行過程中的作用是什麼？

  >

  > Web服務器在PHP執行中起關鍵作用過程。它負責處理HTTP請求，對這些請求運行PHP腳本，然後將HTTP響應發送回客戶端。 Web服務器與PHP解釋器和PHP引擎緊密合作，以執行PHP腳本並生成動態網頁。 PHP最常用的Web服務器是Apache和Nginx。 MySQL，PostgreSQL和SQLite。它在執行過程中使用數據庫特異性擴展與這些數據庫進行交互。這些擴展提供了一組功能，可用於連接到數據庫，執行SQL查詢，獲取結果並處理錯誤。 PHP還支持PDO（PHP數據對象）擴展名，該擴展提供了數據庫交互的數據庫-Nostic接口。

  > PHP在執行過程中如何處理會話管理？

  PHP對會話管理具有內置支持，這使其可以在不同的HTTP請求之間維護狀態。啟動會話後，PHP會創建唯一的會話ID，並將其存儲在客戶端瀏覽器上的cookie中。然後，此會話ID通過每個後續請求發送回服務器，允許PHP識別客戶端並檢索相應的會話數據。 PHP的會話管理功能使在Web應用程序中實現用戶身份驗證，購物車和其他狀態功能變得易於實現。

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