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跟厂长学PHP7内核(五):系统分析生命周期

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  • 2019-07-22
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简介上篇文章讲述了模块初始化阶段之前的准备工作,本篇我来详细介绍PHP生命周期的五个阶段。一、模块初始化阶段我们先来看一下该阶段的每个函数的作用。1.1、sapi_initialize_r

上篇文章讲述了模块初始化阶段之前的准备工作,本篇我来详细介绍PHP生命周期的五个阶段。

一、模块初始化阶段

我们先来看一下该阶段的每个函数的作用。

1.1、sapi_initialize_request_empty函数

// main/SAPI.cSAPI_API void sapi_initialize_empty_request(void){ SG(server_context) = NULL; SG(request_info).request_method = NULL; SG(request_info).auth_digest = SG(request_info).auth_user = SG(request_info).auth_password = NULL; SG(request_info).content_type_dup = NULL;}

这个函数主要为前面定义的SG宏中的成员变量进行初始化。

1.2、sapi_activate函数

// main/SAPI.cSAPI_API void sapi_activate(void){ zend_llist_init(&SG(sapi_headers).headers, sizeof(sapi_header_struct), (void (*)(void *)) sapi_free_header, 0); SG(sapi_headers).send_default_content_type = 1; SG(sapi_headers).http_status_line = NULL; SG(sapi_headers).mimetype = NULL; SG(headers_sent) = 0; ...... /* Handle request method */ if (SG(server_context)) { ...... if (sapi_module.activate) { sapi_module.activate(); } } if (sapi_module.input_filter_init) { sapi_module.input_filter_init(); }}

函数的前半部分主要还是对SG宏的成员变量进行初始化。后半部分先是调用了sapi_module_struct内部实现的activate函数,又调用了input_filter_init函数,但是在CLI模式并没有实现这两个函数,只是返回了NULL。代码如下:

NULL, /* activate */

1.3、php_output_startup函数

//main/output.cPHPAPI void php_output_startup(void){ ZEND_INIT_MODULE_GLOBALS(output, php_output_init_globals, NULL); zend_hash_init(&php_output_handler_aliases, 8, NULL, NULL, 1); zend_hash_init(&php_output_handler_conflicts, 8, NULL, NULL, 1); zend_hash_init(&php_output_handler_reverse_conflicts, 8, NULL, reverse_conflict_dtor, 1); php_output_direct = php_output_stdout;}

我们先来看ZEND_INIT_MODULE_GLOBALS宏做了什么事情:

#define ZEND_INIT_MODULE_GLOBALS(module_name, globals_ctor, globals_dtor) globals_ctor(&module_name##_globals);

由代码得知,该宏只是做了一层替换,替换后的内容为:

php_output_init_globals(&output_globals);

php_output_init_globals函数又做了什么呢?

//main/output.cstatic inline void php_output_init_globals(zend_output_globals *G){ ZEND_TSRMLS_CACHE_UPDATE(); memset(G, 0, sizeof(*G));}

该函数通过memset函数对output_globals进行了内存相关的初始化,我们可以在main/php_output.h中的155行找到它的宏定义OG。

//main/php_output.h# define OG(v) (output_globals.v)

OG对应的结构体是php_output_init_globals的入参zend_output_globals,在这里花了些时间,因为没找到定义在哪里,最后发现它也是通过宏定义替换得来的,代码如下:

//main/php_output.hZEND_BEGIN_MODULE_GLOBALS(output) zend_stack handlers; php_output_handler *active; php_output_handler *running; const char *output_start_filename; int output_start_lineno; int flags;ZEND_END_MODULE_GLOBALS(output)

看似是定义了一个结构体,但是代码中又出现了两个宏,我们再来瞅瞅这两个宏是干嘛的:

//Zend/zend_API.h#define ZEND_BEGIN_MODULE_GLOBALS(module_name) typedef struct _zend_##module_name##_globals {#define ZEND_END_MODULE_GLOBALS(module_name) } zend_##module_name##_globals;

原来只是做了个替换而已,替换后的代码如下:

//这个是意淫出来的代码typedef struct _zend_output_globals { zend_stack handlers; php_output_handler *active; php_output_handler *running; const char *output_start_filename; int output_start_lineno; int flags;} zend_output_globals

这才是zend_output_globals最纯粹的定义,写的很是骚气,差点看断片。这样看来我们的OG宏对应的就是这个结构体了,姑且认为它是PHP输出相关的结构体。我们继续往下看:

zend_hash_init(&php_output_handler_aliases, 8, NULL, NULL, 1);zend_hash_init(&php_output_handler_conflicts, 8, NULL, NULL, 1);zend_hash_init(&php_output_handler_reverse_conflicts, 8, NULL, reverse_conflict_dtor, 1);php_output_direct = php_output_stdout;

接下来又对三个HashTable进行了初始化,初始化完成后,将php_output_direct指针指向了php_output_stdout函数。php_output_stdout函数的作用是调用fwrite函数,输出字符串到stdout中。代码如下:

//main/output.cstatic size_t php_output_stdout(const char *str, size_t str_len){ fwrite(str, 1, str_len, stdout); return str_len;}

1.4、php_startup_ticks函数

int php_startup_ticks(void){ zend_llist_init(&PG(tick_functions), sizeof(struct st_tick_function), NULL, 1); return SUCCESS;}

这里又出现了一个PG宏,来看下它的定义

# define PG(v) (core_globals.v)

PG对应的结构体是core_globalscore_globals又对应_php_core_globals,代码如下

extern ZEND_API struct _php_core_globals core_globals;

php_core_globals顾名思义,就是php核心的全局变量,定义很多PHP相关的参数,比如内存上限、是否显示错误信息、上传文件大小限制、输入输出编码、禁用的函数等等,这里不再赘述,感兴趣的同学可以去看一下源码。

//main/php_globals.hstruct _php_core_globals { zend_bool implicit_flush; zend_long output_buffering; zend_bool sql_safe_mode; zend_bool enable_dl; ......};

php_startup_ticks函数就是对PG宏的成员变量tick_functions进行初始化。

1.5、gc_globals_ctor函数

ZEND_API void gc_globals_ctor(void){ gc_globals_ctor_ex(&gc_globals);}

这里又出现了一个gc_globals,它是与垃圾回收相关的结构体,这段代码是对gc_globals进行初始化。

//Zend/zend_gc.ctypedef struct _zend_gc_globals { zend_bool gc_enabled; zend_bool gc_active; zend_bool gc_full; gc_root_buffer *buf; /* preallocated arrays of buffers */ ......} zend_gc_globals;

1.6、zend_startup函数

++start_memory_manager++:初始化内存管理器,对结构体alloc_globals进行初始化。

++virtual_cwd_startup++:virtual_cwd_startup初始化了cwd_globals,根据源码可以看出成员变量都与realpath_cache有关,realpath_cache是什么呢?我们平时在写代码的时候,经常会使用include、include_once、require、require_once等语句导入文件,如果每次使用这些语句都要去对应的目录中寻找目标文件,势必会降低性能,所以官方加入了缓存,以便PHP再次使用时不必到include_path中查找,加快PHP的执行速度。

//Zend/zend_virtual_cwd.ctypedef struct _virtual_cwd_globals { cwd_state cwd; zend_long realpath_cache_size; zend_long realpath_cache_size_limit; zend_long realpath_cache_ttl; realpath_cache_bucket *realpath_cache[1024];} virtual_cwd_globals;

++zend_startup_extensions_mechanism++。启动扩展机制,初始化zend_extensions结构体。

int zend_startup_extensions_mechanism(){ /* Startup extensions mechanism */ zend_llist_init(&zend_extensions, sizeof(zend_extension), (void (*)(void *)) zend_extension_dtor, 1); last_resource_number = 0; return SUCCESS;}

++提供编译与执行入口++

zend_compile_file = compile_file;zend_execute_ex = execute_ex;

++zend_init_opcodes_handlers++。初始化Zend虚拟机的handler

++初始化CG、EG++。初始化CG(function_table)、CG(class_table)、CG(auto_globals)、EG(zend_constants)。

GLOBAL_FUNCTION_TABLE = (HashTable *) malloc(sizeof(HashTable));GLOBAL_CLASS_TABLE = (HashTable *) malloc(sizeof(HashTable));GLOBAL_AUTO_GLOBALS_TABLE = (HashTable *) malloc(sizeof(HashTable));GLOBAL_CONSTANTS_TABLE = (HashTable *) malloc(sizeof(HashTable));

++ini_scanner_globals_ctor++。初始化ini_scanner_globals

++php_scanner_globals_ctor++。初始化language_scanner_globals

++zend_set_default_compile_time_values++。设置了编译相关的配置。

//Zend/zend.cstatic void zend_set_default_compile_time_values(void) /* {{{ */{ /* default compile-time values */ CG(short_tags) = short_tags_default; CG(compiler_options) = compiler_options_default;}

++EG(error_reporting)++。EG宏就是executor_globals,Zend执行器相关的全局变量,在这里对我们熟知的error_reporting进行配置。

//Zend/zend_globals.hstruct _zend_executor_globals { zval uninitialized_zval; zval error_zval; /* symbol table cache */ zend_array *symtable_cache[SYMTABLE_CACHE_SIZE]; zend_array **symtable_cache_limit; zend_array **symtable_cache_ptr; ......}

++zend_interned_strings_init++。初始化内部字符串。

//Zend/zend_string.cvoid zend_interned_strings_init(void){#ifndef ZTS zend_string *str; zend_hash_init(&CG(interned_strings), 1024, NULL, _str_dtor, 1); ......}

++zend_startup_builtin_functions++。初始化内部函数。

//Zend/zend_builtin_functions.cint zend_startup_builtin_functions(void) /* {{{ */{ zend_builtin_module.module_number = 0; zend_builtin_module.type = MODULE_PERSISTENT; return (EG(current_module) = zend_register_module_ex(&zend_builtin_module)) == NULL ? FAILURE : SUCCESS;}

++zend_register_standard_constants++。注册常量,比如E_ERROR、E_WARNING、E_NOTICE、E_CORE_ERROR等。

//Zend/zend_constants.cvoid zend_register_standard_constants(void){ REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("E_ERROR", E_ERROR, CONST_PERSISTENT | CONST_CS); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("E_RECOVERABLE_ERROR", E_RECOVERABLE_ERROR, CONST_PERSISTENT | CONST_CS); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("E_WARNING", E_WARNING, CONST_PERSISTENT | CONST_CS); ......}

++zend_register_auto_global++。将GLOBALS加入CG(auto_globals)。

//Zend/zend.czend_register_auto_global(zend_string_init("GLOBALS", sizeof("GLOBALS") - 1, 1), 1, php_auto_globals_create_globals);

++zend_init_rsrc_plist++。初始化持久化符号表。

int zend_init_rsrc_plist(void){ zend_hash_init_ex(&EG(persistent_list), 8, NULL, plist_entry_destructor, 1, 0); return SUCCESS;}

++zend_init_exception_op++。初始化EG(exception_op)。

++zend_init_call_trampoline_op++。初始化EG(call_trampoline_op)。

++zend_ini_startup++。初始化与php.ini解析相关的变量。

//Zend/zend_ini.cZEND_API int zend_ini_startup(void) /* {{{ */{ registered_zend_ini_directives = (HashTable *) malloc(sizeof(HashTable)); EG(ini_directives) = registered_zend_ini_directives; EG(modified_ini_directives) = NULL; EG(error_reporting_ini_entry) = NULL; zend_hash_init_ex(registered_zend_ini_directives, 128, NULL, free_ini_entry, 1, 0); return SUCCESS;}

1.7、zend_register_list_destructors_ex函数

初始化析构函数

//Zend/zend_list.cZEND_API int zend_register_list_destructors_ex(rsrc_dtor_func_t ld, rsrc_dtor_func_t pld, const char *type_name, int module_number){ zend_rsrc_list_dtors_entry *lde; zval zv; lde = malloc(sizeof(zend_rsrc_list_dtors_entry)); lde->list_dtor_ex = ld; lde->plist_dtor_ex = pld; lde->module_number = module_number; lde->resource_id = list_destructors.nNextFreeElement; lde->type_name = type_name; ZVAL_PTR(&zv, lde); if (zend_hash_next_index_insert(&list_destructors, &zv) == NULL) { return FAILURE; } return list_destructors.nNextFreeElement-1;}

1.8、php_binary_init函数

获取PHP执行的二进制路径

static void php_binary_init(void){ char *binary_location;#ifdef PHP_WIN32 binary_location = (char *)malloc(MAXPATHLEN); if (GetModuleFileName(0, binary_location, MAXPATHLEN) == 0) { free(binary_location); PG(php_binary) = NULL; }#else if (sapi_module.executable_location) { binary_location = (char *)malloc(MAXPATHLEN); if (!strchr(sapi_module.executable_location, "/")) { char *envpath, *path; int found = 0; ......}

1.9、php_output_register_constants函数

初始化输出相关的预定义常量

//main/output.cPHPAPI void php_output_register_constants(void){ REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("PHP_OUTPUT_HANDLER_START", PHP_OUTPUT_HANDLER_START, CONST_CS | CONST_PERSISTENT); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("PHP_OUTPUT_HANDLER_WRITE", PHP_OUTPUT_HANDLER_WRITE, CONST_CS | CONST_PERSISTENT); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("PHP_OUTPUT_HANDLER_FLUSH", PHP_OUTPUT_HANDLER_FLUSH, CONST_CS | CONST_PERSISTENT); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("PHP_OUTPUT_HANDLER_CLEAN", PHP_OUTPUT_HANDLER_CLEAN, CONST_CS | CONST_PERSISTENT); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("PHP_OUTPUT_HANDLER_FINAL", PHP_OUTPUT_HANDLER_FINAL, CONST_CS | CONST_PERSISTENT); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("PHP_OUTPUT_HANDLER_CONT", PHP_OUTPUT_HANDLER_WRITE, CONST_CS | CONST_PERSISTENT); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("PHP_OUTPUT_HANDLER_END", PHP_OUTPUT_HANDLER_FINAL, CONST_CS | CONST_PERSISTENT); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("PHP_OUTPUT_HANDLER_CLEANABLE", PHP_OUTPUT_HANDLER_CLEANABLE, CONST_CS | CONST_PERSISTENT); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("PHP_OUTPUT_HANDLER_FLUSHABLE", PHP_OUTPUT_HANDLER_FLUSHABLE, CONST_CS | CONST_PERSISTENT); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("PHP_OUTPUT_HANDLER_REMOVABLE", PHP_OUTPUT_HANDLER_REMOVABLE, CONST_CS | CONST_PERSISTENT); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("PHP_OUTPUT_HANDLER_STDFLAGS", PHP_OUTPUT_HANDLER_STDFLAGS, CONST_CS | CONST_PERSISTENT); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("PHP_OUTPUT_HANDLER_STARTED", PHP_OUTPUT_HANDLER_STARTED, CONST_CS | CONST_PERSISTENT); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("PHP_OUTPUT_HANDLER_DISABLED", PHP_OUTPUT_HANDLER_DISABLED, CONST_CS | CONST_PERSISTENT);}

1.10、php_rfc1867_register_constants函数

注册文件上传相关的预定义常量

//main/rfc1867.cvoid php_rfc1867_register_constants(void) /* {{{ */{ REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("UPLOAD_ERR_OK", UPLOAD_ERROR_OK, CONST_CS | CONST_PERSISTENT); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("UPLOAD_ERR_INI_SIZE", UPLOAD_ERROR_A, CONST_CS | CONST_PERSISTENT); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("UPLOAD_ERR_FORM_SIZE", UPLOAD_ERROR_B, CONST_CS | CONST_PERSISTENT); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("UPLOAD_ERR_PARTIAL", UPLOAD_ERROR_C, CONST_CS | CONST_PERSISTENT); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("UPLOAD_ERR_NO_FILE", UPLOAD_ERROR_D, CONST_CS | CONST_PERSISTENT); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("UPLOAD_ERR_NO_TMP_DIR", UPLOAD_ERROR_E, CONST_CS | CONST_PERSISTENT); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("UPLOAD_ERR_CANT_WRITE", UPLOAD_ERROR_F, CONST_CS | CONST_PERSISTENT); REGISTER_MAIN_LONG_CONSTANT("UPLOAD_ERR_EXTENSION", UPLOAD_ERROR_X, CONST_CS | CONST_PERSISTENT);}

1.11、php_init_config函数

初始化配置文件php.ini,并通过zend_parse_ini_file解析。

1.12、zend_register_standard_ini_entries函数

初始化ini相关的变量

void zend_register_standard_ini_entries(void) /* {{{ */{ int module_number = 0; REGISTER_INI_ENTRIES();}

1.13、php_startup_auto_globals函数

注册我们熟知的全局变量$_GET、$_POST、$_COOKIE等等

//main/php_variables.cvoid php_startup_auto_globals(void){ zend_register_auto_global(zend_string_init("_GET", sizeof("_GET")-1, 1), 0, php_auto_globals_create_get); zend_register_auto_global(zend_string_init("_POST", sizeof("_POST")-1, 1), 0, php_auto_globals_create_post); zend_register_auto_global(zend_string_init("_COOKIE", sizeof("_COOKIE")-1, 1), 0, php_auto_globals_create_cookie); zend_register_auto_global(zend_string_init("_SERVER", sizeof("_SERVER")-1, 1), PG(auto_globals_jit), php_auto_globals_create_server); zend_register_auto_global(zend_string_init("_ENV", sizeof("_ENV")-1, 1), PG(auto_globals_jit), php_auto_globals_create_env); zend_register_auto_global(zend_string_init("_REQUEST", sizeof("_REQUEST")-1, 1), PG(auto_globals_jit), php_auto_globals_create_request); zend_register_auto_global(zend_string_init("_FILES", sizeof("_FILES")-1, 1), 0, php_auto_globals_create_files);}

1.14、php_startup_sapi_content_types函数

初始化针对不同内容类型的处理函数

//main/php_content_types.cint php_startup_sapi_content_types(void){ sapi_register_default_post_reader(php_default_post_reader); sapi_register_treat_data(php_default_treat_data); sapi_register_input_filter(php_default_input_filter, NULL); return SUCCESS;}

二、请求初始化阶段

函数说明
php_output_activate()重置输出全局变量,初始化输出相关堆栈
zend_activate()初始化Zend引擎
sapi_activate()初始化SG宏,调各sapi钩子函数activate
zend_signal_activate()信号处理
zend_set_timeout()设置超时时间
php_hash_environment()初始化PHP请求的全局变量
zend_activate_modules()调用各扩展定义的request_startup钩子函数

2.1、php_output_activate

重新为output_globals分配内存,初始化与输出处理程序相关的堆栈,并将OG宏的flags设置为激活状态。

//main/output.cPHPAPI int php_output_activate(void){#ifdef ZTS memset((*((void ***) ZEND_TSRMLS_CACHE))[TSRM_UNSHUFFLE_RSRC_ID(output_globals_id)], 0, sizeof(zend_output_globals));#else memset(&output_globals, 0, sizeof(zend_output_globals));#endif zend_stack_init(&OG(handlers), sizeof(php_output_handler *)); OG(flags) |= PHP_OUTPUT_ACTIVATED; return SUCCESS;}

2.2、zend_activate

zend引擎的初始化,主要作用为重置垃圾回收、初始化编译器、初始化执行器、初始化扫描器。

函数说明
gc_reset()重置垃圾回收
init_compiler()初始化编译器
init_executor()初始化执行器
startup_scanner()初始化扫描器

2.3、sapi_activate

对SG宏内的一些变量进行初始化,并调用当前sapi_module_struct中定义的钩子函数activate()以及input_filter_init(),但是在cli模式下,这两个钩子函数都没有实现,返回了null。

//main/SAPI.cSAPI_API void sapi_activate(void){ zend_llist_init(&SG(sapi_headers).headers, sizeof(sapi_header_struct), (void (*)(void *)) sapi_free_header, 0); SG(sapi_headers).send_default_content_type = 1; /* SG(sapi_headers).http_response_code = 200; */ SG(sapi_headers).http_status_line = NULL; SG(sapi_headers).mimetype = NULL; SG(headers_sent) = 0; ZVAL_UNDEF(&SG(callback_func)); SG(read_post_bytes) = 0; SG(request_info).request_body = NULL; ......}

2.4、php_hash_environment

为http_globals分配内存,初始化auto_globals,解析请求参数并存放到全局变量中。

PHPAPI int php_hash_environment(void){ memset(PG(http_globals), 0, sizeof(PG(http_globals))); zend_activate_auto_globals(); if (PG(register_argc_argv)) { php_build_argv(SG(request_info).query_string, &PG(http_globals)[TRACK_VARS_SERVER]); } return SUCCESS;}

2.5、zend_activate_modules

该函数通过遍历注册在module_registry的所有模块,调用每个模块的钩子函数request_startup()进行初始化。

ZEND_API void zend_activate_modules(void) /* {{{ */{ zend_module_entry **p = module_request_startup_handlers; while (*p) { zend_module_entry *module = *p; if (module->request_startup_func(module->type, module->module_number)==FAILURE) { zend_error(E_WARNING, "request_startup() for %s module failed", module->name); exit(1); } p++; }}

三、执行脚本阶段

函数说明
compile_file()-
open_file_for_scanning()读取PHP代码内容
zend_parse()词法语法分析生成AST
init_op_array()初始化op_array
zend_compile_top_stmt()将AST转换为op_array
pass_two()设置op_array中对应zend虚拟机的handler
zend_execute()执行op_array

执行阶段的入口是php_execute_script函数,该函数又调用了zend_execute_scripts函数,看了这段代码的同学可能会找不到上图表中所提到的compile_file()函数,其实它在模块初始化阶段就已经将compile_file赋值给了zend_compile_file。

//Zend/zend.czend_compile_file = compile_file;

执行阶段调用示意图:

四、请求关闭阶段

请求关闭阶段主要内容是调用各模块的关闭函数和析构函数、输出缓冲区内容、调用各扩展的钩子函数RSHUTDOWN、关闭编译器和执行器以及还原PHP配置等。

五、模块关闭阶段

虽然请求关闭和模块关闭看起来是两个截然不同的阶段,但阅读完源码后发现并看不出两个阶段的区别。它的主要作用是调用模块的flush函数、清理符号表、销毁全局变量、关闭内存管理和垃圾回收、关闭输出等。

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