資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：加入的擴(kuò)展一般在，如果找不到，請自行百度里面有很多文件。如果使用模式，需要重啟，這樣我們就應(yīng)該有擴(kuò)展，具體可以通過查看不會請自行百度編寫代碼既然說編寫擴(kuò)展可以提高運(yùn)行效率，因此在這里，我們通過使用擴(kuò)展和直接使用代碼來進(jìn)行對比，測試性能。
1、寫在最前
隨著互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展，lamp架構(gòu)的流行，php支持的擴(kuò)展也越來越多，這樣直接促進(jìn)了php的發(fā)展。 但是php也有腳本語言不可避免的問題，性能比例如C等編譯型語言相差甚多，所以在考慮性能問題的時候最好還是通過php擴(kuò)展來解決。 那么，怎么去做一個php擴(kuò)展呢。下面從一個例子開始（本文章需要C基礎(chǔ)）。
2、解決一個問題
在一個系統(tǒng)中，如果經(jīng)常要求一個數(shù)組的平方和，我們可以這么寫。
function array_square_sum($data){
$sum = 0;
foreach($data as $value){
$sum += $value * $value;
}
return $sum;
}
實(shí)際執(zhí)行的時候，php zend引擎會把這段話翻譯成C語言，每次都需要進(jìn)行內(nèi)存分配。所以性能比較差。進(jìn)而，基于性能上的考慮，我們可以編寫一個擴(kuò)展來做這個事情。
3、編寫擴(kuò)展
構(gòu)建一個擴(kuò)展，至少需要2個文件。一個是Configulator文件，它會告訴編譯器編譯這個擴(kuò)展至少需要哪些依賴庫；第二個是實(shí)際執(zhí)行的文件。
3.1 生成框架
聽起來很復(fù)雜，實(shí)際上有一個工具可以幫我們搞定一個擴(kuò)展的框架。在php源代碼里面有個工具ext_skel，他可以幫我們生成擴(kuò)展框架。
liujun@ubuntu:~/test/php-5.5.8/ext$ ls ext_skel
ext_skel
現(xiàn)在我們利用它生成擴(kuò)展 array_square_sum。($表示提示符命令)
$ ./ext_skel --extname=array_square_sum
Creating directory array_square_sum
Creating basic files: config.m4 config.w32 .svnignore array_square_sum.c php_array_square_sum.h CREDITS EXPERIMENTAL tests/001.phpt array_square_sum.php [done].
To use your new extension, you will have to execute the following steps:
$ cd ..
$ vi ext/array_square_sum/config.m4
$ ./buildconf
$ ./configure --[with|enable]-array_square_sum
$ make
$ ./php -f ext/array_square_sum/array_square_sum.php
$ vi ext/array_square_sum/array_square_sum.c
$ make
Repeat steps 3-6 until you are satisfied with ext/array_square_sum/config.m4 and
step 6 confirms that your module is compiled into PHP. Then, start writing
code and repeat the last two steps as often as necessary.
執(zhí)行命令之后，終端告訴我們怎么去生產(chǎn)新的擴(kuò)展。查看一下文件內(nèi)容，會發(fā)現(xiàn)多了幾個比較重要的文件config.m4, php_array_square_sum.h，array_square_sum.c，下面會一一敘述。
liujun@ubuntu:~/test/php-5.5.8/ext$ ll array_square_sum/
total 44
drwxr-xr-x 3 liujun liujun 4096 Jan 29 15:40 ./
drwxr-xr-x 80 liujun liujun 4096 Jan 29 15:40 ../
-rw-r--r-- 1 liujun liujun 5548 Jan 29 15:40 array_square_sum.c
-rw-r--r-- 1 liujun liujun 532 Jan 29 15:40 array_square_sum.php
-rw-r--r-- 1 liujun liujun 2354 Jan 29 15:40 config.m4
-rw-r--r-- 1 liujun liujun 366 Jan 29 15:40 config.w32
-rw-r--r-- 1 liujun liujun 16 Jan 29 15:40 CREDITS
-rw-r--r-- 1 liujun liujun 0 Jan 29 15:40 EXPERIMENTAL
-rw-r--r-- 1 liujun liujun 3112 Jan 29 15:40 php_array_square_sum.h
-rw-r--r-- 1 liujun liujun 16 Jan 29 15:40 .svnignore
drwxr-xr-x 2 liujun liujun 4096 Jan 29 15:40 tests/
3.2 配置文件config.m4
dnl PHP_ARG_WITH(array_square_sum, for array_square_sum support,
dnl Make sure that the comment is aligned:
dnl [ --with-array_square_sum Include array_square_sum support])
去掉dnl
PHP_ARG_WITH(array_square_sum, for array_square_sum support,
Make sure that the comment is aligned:
[ --with-array_square_sum Include array_square_sum support])
這是./configure時能夠調(diào)用enable-sample選項(xiàng)的最低要求.PHP_ARG_ENABLE的第二個參數(shù)將在./configure處理過程中到達(dá)這個擴(kuò)展的配置文件時顯示. 第三個參數(shù)將在終端用戶執(zhí)行./configure --help時顯示為幫助信息
3.3 頭文件
修改php_array_square_sum.h，把confirm_array_square_sum_compiled改成confirm_array_square_sum,這個為我們以后實(shí)際調(diào)用的函數(shù)名字，當(dāng)然你也可以直接加入函數(shù)confirm_array_square_sum，而不刪除confirm_array_square_sum_compiled。
PHP_FUNCTION(confirm_array_square_sum_compiled);
該成
PHP_FUNCTION(array_square_sum);
3.3 源代碼
修改 array_square_sum.c，把confirm_array_square_sum_compiled改成confirm_array_square_sum，這個是注冊這個擴(kuò)展的函數(shù)，如果在3.2中直接加入了confirm_array_square_sum，在這一步也直接加入confirm_array_square_sum就可以了。
const zend_function_entry array_square_sum_functions[] = {
PHP_FE(confirm_array_square_sum_compiled, NULL) /* For testing, remove later. */ PHP_FE_END /* Must be the last line in array_square_sum_functions[] */
};
改成
const zend_function_entry array_square_sum_functions[] = {
PHP_FE(array_square_sum, NULL) /* For testing, remove later. */ PHP_FE_END /* Must be the last line in array_square_sum_functions[] */
};
然后最為關(guān)鍵的一個步驟，重寫confirm_array_square_sum，這個時候只需要把confirm_array_square_sum_compiled重寫成confirm_array_square_sum(3.1中沒有刪除confirm_array_square_sum_compiled，就需要加入confirm_array_square_sum就好了)。
PHP_FUNCTION(confirm_array_square_sum_compiled)
重寫為
PHP_FUNCTION(array_square_sum)
{
zval* array_data;
HashTable *ht_data;
int ret;
char* key;
uint index;
zval **pdata;
double sum = 0;
if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, "a", &array_data) == FAILURE) {
return;
}
ht_data = Z_ARRVAL_P(array_data);
zend_hash_internal_pointer_reset(ht_data);
while ( HASH_KEY_NON_EXISTANT != (ret = zend_hash_get_current_key(ht_data, &key, &index, 0)) ) {
ret = zend_hash_get_current_data(ht_data, &pdata);
if( Z_TYPE_P(*pdata) == IS_LONG){
sum += Z_LVAL_P(*pdata) * Z_LVAL_P(*pdata);
}else {
RETURN_FALSE;
}
zend_hash_move_forward(ht_data);
}
zend_hash_internal_pointer_end(Z_ARRVAL_P(array_data));
RETVAL_DOUBLE(sum);
}
php是一個弱類型語言，他的數(shù)據(jù)都存在結(jié)構(gòu)體zval里面(具體請看更加專業(yè)資料，如"php擴(kuò)展開發(fā).pdf")。
typedef union _zval {
long lval;
double dval;
struct {
char *val;
int len;
} str;
HashTable *ht;
zend_object_value obj;
} zval;
為了獲得函數(shù)傳遞的參數(shù)，可以使用zend_parse_parameters()API函數(shù)。下面是該函數(shù)的原型：
zend_parse_parameters(int num_args TSRMLS_DC, char *type_spec, …);
zend_parse_parameters()函數(shù)的前幾個參數(shù)我們直接用內(nèi)核里宏來生成便可以了，形式為：ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC，注意兩者之間有個空格，但是沒有逗號。從名字可以看出，ZEND_NUM_ARGS()代表這參數(shù)的個數(shù)。后面緊跟著是常見的參數(shù)類型（和C語言的printf類似），后面就是常見的參數(shù)列表。 下表列出了常見的參數(shù)類型。
參數(shù)類型 對象C類型 說明
l long 整數(shù)
b bool 布爾
s char* 字符串
d double 浮點(diǎn)數(shù)
a array(zval*) 數(shù)組
z zval* 不確定性zval
此外數(shù)組是一個大型的hashtable來實(shí)現(xiàn)的，所以zend_hash_get_current_key可以遍歷數(shù)組，使用宏Z_LVAL_P(zval*)獲得實(shí)際的值。最終可以將結(jié)果放入到sum里面。RETVAL_DOUBLE(value)也是一個宏，返回結(jié)果為double,值則為value，具體可以參見" php擴(kuò)展開發(fā).pdf". 最終完成了這個主函數(shù)的開發(fā)。
3.4 生成configure文件
然后執(zhí)行 ~/php/bin/phpize
/home/liujun/php/bin/phpize
Configuring for:
PHP Api Version: 20121113
Zend Module Api No: 20121212
Zend Extension Api No: 220121212
可以發(fā)現(xiàn)array_square_sum出現(xiàn)可執(zhí)行腳本configure。
3.5 編譯
編譯的時候最好帶上php-config PATH，因?yàn)橄到y(tǒng)默認(rèn)的php-config-path可能不是你目前使用的php路徑。
liujun@ubuntu:~/test/php-5.5.8/ext/array_square_sum$ ./configure --with-php-config=/home/liujun/php/bin/php-config
編譯如果成功，終端會有如下提示：
creating libtool
appending configuration tag "CXX" to libtool
configure: creating ./config.status
config.status: creating config.h
config.status: config.h is unchanged
查看array_square_sum目錄的module目錄，會發(fā)現(xiàn)里面生成array_square_sum.so，這個就是我們需要的擴(kuò)展。
liujun@ubuntu:~/test/php-5.5.8/ext/array_square_sum$ ls modules/
array_square_sum.la array_square_sum.so
4、使用擴(kuò)展
4.1、配置擴(kuò)展
修改php的配置php.ini，加入一下配置內(nèi)容。
[array_square_sum]
extension=array_square_sum.so
4.2、加入module
php的擴(kuò)展一般在 $PHP_PATH/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-yyyymmdd，如果找不到，請自行百度or Google. 里面有很多.so文件。 把3.5生產(chǎn)的array_sum_square.so拷貝進(jìn)去即可。 如果使用fastcgi模式，需要重啟php，這樣我們php就應(yīng)該有擴(kuò)展array_square_sum，具體可以通過查看phpinfo(不會請自行百度orGoogle).
4.2、編寫代碼
既然說編寫擴(kuò)展可以提高運(yùn)行效率，因此在這里，我們通過使用擴(kuò)展和直接使用php代碼來進(jìn)行對比，測試性能。多次實(shí)驗(yàn)可以減少誤差，所以進(jìn)行2000次對100000個數(shù)字求平方和。代碼如下:
$data = array();
$max_index = 100000;
$test_time = 2000;
for($i=0; $i<$max_index; $i++){
$data[] = $i;
}
$php_test_time_start = time();
php_test($test_time, $data);
$php_test_time_stop = time();
echo "php test ext time is ". ($php_test_time_stop - $php_test_time_start). "
";
$c_test_time_start = time();
c_test($test_time, $data);
$c_test_time_stop = time();
echo "php test time is ". ($c_test_time_stop - $c_test_time_start). "
";
function php_test($test_time, $test_data){
for($i=0; $i<$test_time; $i++){
$sum = 0;
foreach($test_data as $data){
$sum += $data * $data;
}
}
}
function c_test($test_time, $test_data){
for($i=0; $i<$test_time; $i++){
$sum = array_square_sum($test_data);
}
}
測試結(jié)果如下：
liujun@ubuntu:~/php$ ~/php/bin/php test.php
php test ext time is 30
php test time is 2
可以看到擴(kuò)展要比直接使用php快15倍。隨著業(yè)務(wù)邏輯變得更加復(fù)雜，這個差異化會越大。 那么直接使用c語言來做這個事情呢。下面也給一個代碼來測試下（測試條件完全一致）：include
int main()
{
