PHP架构与工作方式初探

以主流PHP版本(PHP7，PHP5)来说PHP架构主要由四层体系构成，从下到上依次是Zend引擎，Extensions拓展，SAPI接口和Application上层应用

Zend引擎

Zend 引擎是 PHP4 以后加入 PHP 的，是对原有PHP解释器的重写，整体使用 C 语言进行开发，也就是说可以把PHP理解成用C写的一个编程语言软件，引擎的作用是将PHP代码翻译为一种叫opcode的中间语言，它类似于JAVA的ByteCode（字节码）。 引擎对PHP代码会执行四个步骤：

• 词法分析 Scanning（Lexing），将 PHP 代码转换为语言片段（Tokens）。
• 解析 Parsing， 将 Tokens 转换成简单而有意义的表达式。
• 编译 Compilation，将表达式编译成Opcode。
• 执行 Execution，顺序执行Opcode，每次一条，以实现PHP代码所表达的功能。

APC、Opchche 这些扩展可以将Opcode缓存以加速PHP应用的运行速度，使用它们就可以在请求再次来临时省略前三步。
引擎也实现了基本的数据结构（如hashtable、oo）、内存分配及管理、提供了相应的api方法供外部调用，是一切的核心，所有的外围功能均围绕Zend实现。

Extensions 扩展

围绕着 Zend 引擎，extensions 通过组件式的方式提供各种基础服务，我们常见的各种内置函数（如array系列）、标准库等都是通过 extension 来实现，用户也可以根据需要实现自己的 extension 以达到功能扩展、性能优化等目的（如贴吧正在使用的PHP中间层、富文本解析就是 extension 的典型应用）

SAPI接口

SAPI 是 Server Application Programming Interface 的缩写，中文为服务端应用编程接口，它通过一系列钩子函数使得PHP可以和外围交换数据，SAPI 就是 PHP 和外部环境的代理器，它把外部环境抽象后，为内部的PHP提供一套固定的，统一的接口，使得 PHP 自身实现能够不受错综复杂的外部环境影响，保持一定的独立性。

通过 SAPI 的解耦，PHP 可以不再考虑如何针对不同应用进行兼容，而应用本身也可以针对自己的特点实现不同的处理方式。

Application 上层应用

就是我们平时编写的 PHP 程序，通过不同的 SAPI 方式得到各种各样的应用模式，例如通过 Web 服务器实现网站后台、在命令行下以脚本方式运行等。

PHP的执行流程

• Scanning(Lexing) 讲PHP代码转换为语言片段(Tokens)
• Parsing 将Tokens转换成简单而有意义的表达式
• Compilation 讲表达式编译成Opcode
• Execution 顺次执行Opcodes，从而实现PHP脚本的功能

即，拿到一段代码后，经过词法解析、语法解析等阶段，把源程序翻译成一个个指令(opcodes)，然后Zend虚拟机顺次执行这些指令完成操作。由于PHP是用C实现的，因此最终调用的也都是C的函数。

核心执行单位 Opcode

Opcode是PHP程序执行的最基本单位。一个opcode由两个参数(op1,op2)、返回值和处理函数组成。PHP程序最终被翻译为一组opcode处理函数的顺序执行。
常见的几个处理函数：

ZEND_ASSIGN_SPEC_CV_CV_HANDLER : 变量分配 （$a=$b）
ZEND_DO_FCALL_BY_NAME_SPEC_HANDLER：函数调用
ZEND_CONCAT_SPEC_CV_CV_HANDLER：字符串拼接 $a.$b
ZEND_ADD_SPEC_CV_CONST_HANDLER: 加法运算 $a+2
ZEND_IS_EQUAL_SPEC_CV_CONST：判断相等 $a==1
ZEND_IS_IDENTICAL_SPEC_CV_CONST：判断相等 $a===1

核心数据结构 HashTable

HashTable是Zend的核心数据结构，在PHP里面几乎并用来实现所有常见功能，我们知道的PHP数组即是其典型应用，此外，在zend内部，如函数符号表、全局变量等也都是基于hash table来实现。

PHP的hash table具有如下特点：

• 支持典型的key->value查询
• 可以当做数组使用
• 添加、删除节点是 O(1) 复杂度
• key支持混合类型：同时存在关联数组合索引数组
• Value支持混合类型：array (“string”, 2332)
• 支持线性遍历：如foreach

Zend hash table实现了典型的hash表散列结构，同时通过附加一个双向链表，提供了正向、反向遍历数组的功能。其结构如下图：

作为服务器模块的PHP是如何工作的

PHP的所有应用程序都是通过WEB服务器(如IIS，Nginx或Apache)和PHP引擎程序解释执行完成的，工作过程：

1. 当用户在浏览器地址中输入要访问的PHP页面文件名，然后触发一个web请求，并将请求传送到WEB服务器。

2. WEB服务器接受这个请求，并根据其后缀进行判断是一个PHP请求，WEB服务器从硬盘或内存中调出用户要访问的PHP应用程序，并将其发送给PHP引擎程序。

3. PHP引擎程序会执行WEB服务器传送过来的PHP代码，完成数据库交互，读取文件，进行计算等操作，并生成动态内容，包括但不限于数据库中检索的数据，引用的其他文件或资源，计算得出的结果。这些生成的动态内容回被处理为一个HTML页面。

(4)PHP引擎将生成HTML页面返回给WEB服务器。这些动态内容将与其他相关信息(如响应代码，响应头)结合，构建为HTTP响应，被WEB服务器返回给客户端浏览器。