PHP的底層機制是什么

PHP的底層機制是什么？很多新手對此不是很清楚，為了幫助大家解決這個難題，下面小編將為大家詳細講解，有這方面需求的人可以來學習下，希望你能有所收獲。

1、PHP是什么？ 

PHP 指的是我們從外面看到的一套完整的系統。這聽起來有點糊涂，但其實并不復雜（PHP4 內部結構圖）。從功能上來分：我們可以分為三部分：

1、 解釋器部分(Zend 以引擎)，負責對輸入代碼的分析、翻譯和執行；

2、 功能性部分(PHP功能函數以及擴展)，負責具體實現語言的各種功能（比如它的函數等等）；

3、 接口部分(SAPI)，負責同 WEB 服務器的會話等功能。 Zend包括了第一部分的全部和第二部分的局部，PHP內核 包括了第二部分的局部和第三部分的全部。他們合起來稱之為 PHP 包。Zend 構成了語言的核心，同時也包含了一些最基本的 PHP 預定義函數的實現。PHP 包（內核）則包含了所有創造出語言本身各種顯著特性的模塊。 

                                                                                                    （PHP 內部結構圖）

 從內容模塊上來分：我們可以分為四層體系結構：

1）Zend引擎：Zend整體用純c實現，是php的內核部分，它將php代碼翻譯（詞法、語法解析等一系列編譯過程）為可執行opcode的處理并實現相應的處理方法、實現了基本的數據結構（如hashtable、oo）、內存分配及管理、提供了相應的api方法供外部調用，是一切的核心，所有的外圍功能均圍繞zend實現。

2）Extensions擴展：圍繞著zend引擎，extensions通過組件式的方式提供各種基礎服務，我們常見的各種內置函數（如array系列）、標準庫等都是通過extension來實現，用戶也可以根據需要實現自己的extension以達到功能擴展、性能優化等目的（如貼吧正在使用的php中間層、富文本解析就是extension的典型應用）。

3）Sapi ：Sapi全稱是Server Application Programming Interface，也就是服務端應用編程接口，sapi通過一系列鉤子函數，使得php可以和外圍交互數據，這是php非常優雅和成功的一個設計，通過sapi成功的將php本身和上層應用解耦隔離，php可以不再考慮如何針對不同應用進行兼容，而應用本身也可以針對自己的特點實現不同的處理方式。

4）上層應用： 這就是我們平時編寫的php程序，通過不同的sapi方式得到各種各樣的應用模式，如通過webserver實現web應用、在命令行下以腳本方式運行等等。

                                                                              （php結構 ）

其架構思想：引擎(Zend)+擴展(ext)的模式:降低內部耦合

中間層(sapi):web server和php的通信接口， 隔絕web server和php。

如果php是一輛車，那么

車的框架就是php本身，即是我們外面看到一套完整系統。

Zend是車的引擎（發動機）

Ext下面的各種組件就是車的輪子

Sapi可以看做是公路，車可以跑在不同類型的公路上

而一次php程序的執行就是汽車跑在公路上。

因此，我們需要：性能優異的引擎+合適的車輪+正確的跑道

2、php生命周期

      查看：深入理解php底層：php生命周期 :http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7377520

3 、sapi

如前所述，sapi通過通過一系列的接口，使得外部應用可以和php交換數據并可以根據不同應用特點實現特定的處理方法，我們常見的一些sapi有：

1) 、apache2handler :這是以apache作為webserver，采用mod_php模式運行時候的處理方式，也是現在應用最廣泛的一種。

2)、cgi ：這是webserver和php直接的另一種交互方式，也就是大名鼎鼎的fastcgi協議，在最近今年fastcgi+php得到越來越多的應用，也是異步webserver所唯一支持的方式。

3)、cli ：命令行調用的應用模式

如圖：Sapi的簡單示意圖

 Sapi的定義及主要接口函數：

struct _sapi_module_struct { char *name; // 名字標識 char *pretty_name; // 更好理解的名字 int (*startup)(struct _sapi_module_struct *sapi_module); // 啟動函數 int (*shutdown)(struct _sapi_module_struct *sapi_module); // 關閉方法 int (*activate)(TSRMLS_D); //激活 int (*deactivate)(TSRMLS_D); // 停用 int (*ub_write)(const char *str, unsigned int str_length TSRMLS_DC); // 沒有緩存的寫操作(unbuffered write) void (*flush)(void *server_context); // flush struct stat *(*get_stat)(TSRMLS_D); // get uid char *(*getenv)(char *name, size_t name_len TSRMLS_DC); // getenv void (*sapi_error)(int type, const char *error_msg, ...); /* error handler */ int (*header_handler)(sapi_header_struct *sapi_header, sapi_header_op_enum op, sapi_headers_struct *sapi_headers TSRMLS_DC); /* header handler */ /* send headers handler */ int (*send_headers)(sapi_headers_struct *sapi_headers TSRMLS_DC); void (*send_header)(sapi_header_struct *sapi_header, void *server_context TSRMLS_DC); /* send header handler */ int (*read_post)(char *buffer, uint count_bytes TSRMLS_DC); /* read POST data */ char *(*read_cookies)(TSRMLS_D); /* read Cookies */ /* register server variables */ void (*register_server_variables)(zval *track_vars_array TSRMLS_DC); void (*log_message)(char *message); /* Log message */ time_t (*get_request_time)(TSRMLS_D); /* Request Time */ void (*terminate_process)(TSRMLS_D); /* Child Terminate */ char *php_ini_path_override; //覆蓋ini路徑 ... ...};

這里介紹一下其中一些主要函數

· startup：php被調用時初始化操作，比如cgi模式，在startup的時候會加載所有的extension并執行模塊初始化工作。

· shutdown：php關閉時收尾工作

· activate：請求初始化

· dectivate：請求結束時收尾工作

· ub_write：指定數據輸出方式，比如apache2handler方式，由于php作為apache的一個so存在，因此其輸出也就是調 用apache的ap_write函數，而在cgi模式下，會系統調用write。

·  sapi_error：錯誤處理函數

·  read_post：讀取post數據

·  register_server_variables：往$_SERVER中注冊環境變量這個一般根據不同協議標準注冊注冊的變量。

在php源碼中，sapi實現了很多接口：如下圖：

4、php腳本的執行

SAPI處于PHP架構的上層，而真正的腳本執行是有Zend引擎來完成。

目前語言分為兩類：

第一類：編譯型語言.如c/c++ java之類，他們的共性是運行之前必須對源代碼進行編譯，然后運行編譯后的目標文件。

第二類語言：解釋型語言：如PHP,Ruby，Python。他們需要解釋器來執行這些源代碼。實際上這些語言還是要經過編譯環節的。只不過他們在運行的時候進行編譯，為了效率，并不是每次執行的時候都會重新編譯，比如PHP的各種opcode緩存擴展（如APC Xcache等）。

說明：PHP從2000年發布的PHP4開始就不是解釋性語言。當一個PHP腳本被執行的時候，首先PHP源代碼由Zend引擎編譯成名為Zend opcodes的機器代碼。這些代碼保存在RAM中。然后執行opcodes運行真正的腳本。因此，PHP實際上和Java，C#等語言一樣是編譯語言。否則，它的執行會很慢。

我們來看PHP腳本是怎么被執行的。如hello.php：

<?php$str = "Hello world!\n";echo $str;

命令行執行：php hello.php

輸出結果顯然是：Hello world!

但是執行腳本的時候，PHP/Zend做了什么呢？

4.1、程序的執行：

1）傳遞給php程序需要的執行文件hello.php，php程序完成基本的準備工作后啟動PHP及Zend引擎，加載注冊的擴展模塊。

2) 初始化完后讀取腳本文件，Zend引擎對腳本進行此詞法分析，語法分析，然后有Zend引擎編譯成opcode碼，最后執行 opcode碼。

php代碼的執行過程如下圖：

php實現了一個典型的動態語言執行過程：拿到一段代碼后，經過詞法解析、語法解析等階段后，源程序會被翻譯成一個個指令(opcodes)，然后ZEND虛擬機順次執行這些指令完成操作。PHP本身是用c實現的，因此最終調用的也都是c的函數，實際上，我們可以把php看做是一個c開發的軟件。

通過上面描述不難看出，php的執行的核心是翻譯出來的一條一條指令，也即opcode.

4.2、詞法分析和語法分析

解釋器一般包括兩部分：

1)、 讀取源程序，并處理語言結構

2)、處于語言結構并生成目標程序

而Lex和Yacc可以解決第一個問題。很多編程都有Lex/Yacc作為語言的詞法語法分析生成器，比如PHP,Python、Ruby已經MySql的sql語言。

Lex生成詞法分析器。

Yacc語法分析生成器

4. 3、opcode

PHP 構建在Zend虛擬機（Zend VM）之上的，PHP的opcode就是ZEND 虛擬機中的指令,即Opcode是php程序執行的最基本單位。

看完上述內容是否對您有幫助呢？如果還想對相關知識有進一步的了解或閱讀更多相關文章，請關注億速云行業資訊頻道，感謝您對億速云的支持。