PHP底層工作原理詳解

先看看下面這個過程：

• 我們從未手動開啟過PHP的相關進程，它是隨著Apache的啟動而運行的；
• PHP通過mod_php5.so模塊和Apache相連（具體說來是SAPI，即服務器應用程序編程接口）；
• PHP總共有三個模塊：內核、Zend引擎、以及擴展層；
• PHP內核用來處理請求、文件流、錯誤處理等相關操作；
• Zend引擎（ZE）用以將源文件轉換成機器語言，然後在虛擬機上運行它；
• 擴展層是一組函數、類庫和流，PHP使用它們來執行一些特定的操作。比如，我們需要mysql擴展來連接MySQL數據庫；
• 當ZE執行程序時可能會需要連接若干擴展，這時ZE將控制權交給擴展，等處理完特定任務後再返還；
• 最後，ZE將程序運行結果返回給PHP內核，它再將結果傳送給SAPI層，最終輸出到浏覽器上。

深入探討
　　等等，沒有這麼簡單。以上過程只是個簡略版，讓我們再深入挖掘一下，看看幕後還發生了些什麼。

• Apache啟動後，PHP解釋程序也隨之啟動；
• PHP的啟動過程有兩步；
• 第一步是初始化一些環境變量，這將在整個SAPI生命周期中發生作用；
• 第二步是生成只針對當前請求的一些變量設置。

PHP啟動第一步
　　不清楚什麼第一第二步是什麼？別擔心，我們接下來詳細討論一下。讓我們先看看第一步，也是最主要的一步。要記住的是，第一步的操作在任何請求到達之前就發生了。

• 啟動Apache後，PHP解釋程序也隨之啟動；
• PHP調用各個擴展的MINIT方法，從而使這些擴展切換到可用狀態。看看php.ini文件裡打開了哪些擴展吧；
• MINIT的意思是“模塊初始化”。各個模塊都定義了一組函數、類庫等用以處理其他請求。

　　一個典型的MINIT方法如下：
PHP_MINIT_FUNCTION(extension_name){
/* Initialize functions, classes etc */
}
PHP啟動第二步

• 當一個頁面請求發生時，SAPI層將控制權交給PHP層。於是PHP設置了用於回復本次請求所需的環境變量。同時，它還建立一個變量表，用來存放執行過程中產生的變量名和值。
• PHP調用各個模塊的RINIT方法，即“請求初始化”。一個經典的例子是Session模塊的RINIT，如果在php.ini中啟用了Session模塊，那在調用該模塊的RINIT時就會初始化$_SESSION變量，並將相關內容讀入；
• RINIT方法可以看作是一個准備過程，在程序執行之間就會自動啟動。

　　一個典型的RINIT方法如下：
PHP_RINIT_FUNCTION(extension_name) {
/* Initialize session variables, pre-populate variables, redefine global variables etc */
}
PHP關閉第一步
　　如同PHP啟動一樣，PHP的關閉也分兩步：

• 一旦頁面執行完畢（無論是執行到了文件末尾還是用exit或die函數中止），PHP就會啟動清理程序。它會按順序調用各個模塊的RSHUTDOWN方法。
• RSHUTDOWN用以清除程序運行時產生的符號表，也就是對每個變量調用unset函數。

　　一個典型的RSHUTDOWN方法如下：
PHP_RSHUTDOWN_FUNCTION(extension_name) {
/* Do memory management, unset all variables used in the last PHP call etc */
}
PHP關閉第二步
　　最後，所有的請求都已處理完畢，SAPI也准備關閉了，PHP開始執行第二步：

• PHP調用每個擴展的MSHUTDOWN方法，這是各個模塊最後一次釋放內存的機會。

　　一個典型的RSHUTDOWN方法如下：
PHP_MSHUTDOWN_FUNCTION(extension_name) {
/* Free handlers and persistent memory etc */
}
　　這樣，整個PHP生命周期就結束了。要注意的是，只有在服務器沒有請求的情況下才會執行“啟動第一步”和“關閉第二步”。

下面的是用一些圖示來說明的！

PHP底層工作原理

圖1 php結構

從圖上可以看出，php從下到上是一個4層體系

①Zend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的處理並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。

②Extensions

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）、標准庫等都是通過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）。

③Sapi

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。後面將在sapi章節中介紹

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。

構架思想：

引擎(Zend)+組件(ext)的模式降低內部耦合

中間層(sapi)隔絕web server和php

如果php是一輛車，那麼

車的框架就是php本身

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

Apache和php的關系

Apache對於php的解析，就是通過眾多Module中的php Module來完成的。

把php最終集成到Apache系統中，還需要對Apache進行一些必要的設置。這裡，我們就以php的mod_php5 SAPI運行模式為例進行講解，至於SAPI這個概念後面我們還會詳細講解。

假定我們安裝的版本是Apache2 和 Php5，那麼需要編輯Apache的主配置文件http.conf，在其中加入下面的幾行內容：

Unix/Linux環境下：

LoadModule php5_module modules/mod_php5.so

AddType application/x-httpd-php .php

注：其中modules/mod_php5.so 是X系統環境下mod_php5.so文件的安裝位置。