(PHP7內核剖析-7) Zend引擎執行過程

elisa.yang 發布于2019-06-28 18:43 / 2960人閱讀

1.EG(executor_globals/zend_executor_globals)

PHP整個生命周期中最主要的一個結構，是一個全局變量，在main執行前分配(非ZTS下)，直到PHP退出，它記錄著當前請求全部的信息

2.EX(execute_data/zend_execute_data)

在執行過程中最核心的一個結構，每次函數的調用、include/require、eval等都會生成一個新的結構，它表示當前的作用域、代碼的執行位置以及局部變量的分配等等，

#define EX(element)             ((execute_data)->element)

struct _zend_execute_data {
    const zend_op       *opline;  //指向當前執行的opcode，初始時指向zend_op_array起始位置
    zend_execute_data   *call;             /* current call                   */
    zval                *return_value;  //返回值指針
    zend_function       *func;          //當前執行的函數（非函數調用時為空）
    zend_class_entry    *called_scope;  //當前call的類
    zend_execute_data   *prev_execute_data; //函數調用時指向調用位置作用空間
    zend_array          *symbol_table; //全局變量符號表
#if ZEND_EX_USE_RUN_TIME_CACHE
    void               **run_time_cache;   /* cache op_array->run_time_cache */
#endif
#if ZEND_EX_USE_LITERALS
    zval                *literals;  //字面量數組，與func.op_array->literals相同
#endif
};

3.Zend的執行流程

在Zend VM中zend_execute_data的zend_execute_data.opline,zend_execute_data.prev_execute_data，實現了call/ret,后面會分配額外的內存空間用于局部變量的存儲，實現了ebp/esp的作用。

step1: 為當前作用域分配一塊內存，充當運行棧，zend_execute_data結構、所有局部變量、中間變量等等都在此內存上分配
step2: 初始化全局變量符號表，然后將全局執行位置指針EG(current_execute_data)指向step1新分配的zend_execute_data，然后將zend_execute_data.opline指向op_array的起始位置
step3: 從EX(opline)開始調用各opcode的C處理handler(即_zend_op.handler)，每執行完一條opcode將EX(opline)++繼續執行下一條，直到執行完全部opcode，函數調用、if的執行過程：
step3.1: if語句將根據條件的成立與否決定EX(opline) + offset所加的偏移量，實現跳轉
step3.2: 如果是函數調用，則首先從EG(function_table)中根據function_name取出此function對應的編譯完成的zend_op_array，然后像step1一樣新分配一個zend_execute_data結構，
將EG(current_execute_data)賦值給新結構的prev_execute_data，再將EG(current_execute_data)指向新的zend_execute_data，最后從新的zend_execute_data.opline開始執行，切換
到函數內部，函數執行完以后將EG(current_execute_data)重新指向EX(prev_execute_data)，釋放分配的運行棧，銷毀局部變量，繼續從原來函數調用的位置執行
step4: 全部opcode執行完成后將step1分配的內存釋放，這個過程會將所有的局部變量"銷毀"，執行階段結束

4.運行時緩存

在執行期間，PHP經常需要根據名稱去不同的哈希表中查找常量、函數、類、成員方法、成員屬性等，因此PHP提供了一種緩存機制用于緩存根據名稱查找到的結果，以便再次執行同一opcode時直接復用上次緩存的值，無需重復查找，從而提高執行效率。運行時緩存機制是在同一opcode執行多次的情況下才會生效，特別注意這里的同一opcode指的并不是opcode值相同，而是指內存里的同一份數據

實際上運行時緩存是基于所屬opcode中CONST操作數存儲的，也就是說只有包含IS_CONST類型的操作數才有可能用到此機制，其它類型都不會用到，這是因為只有CONST操作數是固定不變的，其它CV、VAR等類型值都不是固定的，既然其值是不固定的那么緩存的值也就不是固定的，所以不會針對CONST以外類型的opcode操作進行緩存

緩存的存儲格式是一個數組，用于保存緩存的數據指針，而指針在數組中的起始存儲位置則保存在CONST操作數對應的zval.u2.cache_slot中,實際上它是在編譯階段確定的，通過zend_op_array.cache_size記錄緩存可用起始位置，編譯過程中如果發現當前操作適用緩存機制，則根據緩存數據的大小從cache_size開始分配8或16字節給那個操作數，cache_size向后移動對應大小，然后將起始位置保存于CONST操作數的zval.u2.cache_slot中，執行時直接根據這個值確定緩存位置。

緩存數據空間大小:
    8字節：常量、函數、類
    16字節：成員屬性、成員方法、類常量

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