深度探讨PHP之性能
日期：2011-10-06 浏览次数：20749 次
1.缘起
关于PHP，很多人的直观感觉是PHP是一种灵活的脚本语言，库类丰富，使用简单，安全，非常适合WEB开发，但性能低下。PHP的性能是否真的就 如同大家的感觉一样的差呢？本文就是围绕这么一个话题来进行探讨的。从源码、应用场景、基准性能、对比分析等几个方面深入分析PHP之性能问题，并通过真 实的数据来说话。
2.从原理分析PHP性能
从原理分析PHP的性能，主要从以下几个方面：内存管理、变量、函数、运行机制来进行分析。
2.1内存管理
类似Nginx的内存管理方式，PHP在内部也是基于内存池，并且引入内存池的生命周期概念。在内存池方面，PHP对PHP脚本和扩展的所有内存相关操作都进行了托管。对大内存和小内存的管理采用了不同的实现方式和优化，具体可以参考以下文档：https://wiki.php.net/internals/zend_mm。在内存分配和回收的生命周期内，PHP采用一次初始化申请+动态扩容+内存标识回收机制，并且在每次请求结束后直接对内存池进行重新mask。
2.2变量
总所周知，PHP是一种弱变量类型的语言，所以在PHP内部，所有的PHP变量都对应成一种类型Zval，其中具体定义如下：
图一PHP变量
在变量方面，PHP做了大量的优化工作，比如说Reference counting和copy on writer机制。这样能够保证内存使用上的优化，并且减少内存拷贝次数（请参考http://blog.xiuwz.com/2011/11/09 /php-using-internal-zval/）。在数组方面，PHP内部采用高效的hashtable来实现。
2.3函数
在PHP内部，所有的PHP函数都回转化成内部的一个函数指针。比如说扩展中函数
-
ZEND_FUNCTION ( my_function );//类似function my_function(){}
在内部展开后就会是一个函数
-
void zif_my_function ( INTERNAL_FUNCTION_PARAMETERS );
- void zif_my_function(
- int ht,
- zval * return_value,
- zval * this_ptr,
- int return_value_used,
- zend_executor_globals * executor_globals
- );
从这个角度来看，PHP函数在内部也是对应一个函数指针。
2.4运行机制
在话说PHP性能的时候，很多人都会说“C/C++是编译型，JAVA是半编译型，PHP是解释型”。也就是说PHP是先动态解析再代码运行的，所以从这个角度来看，PHP性能必然很差。
的确，从PHP脚本运行来输出，的确是一个动态解析再代码运行的过程。具体来说，PHP脚本的运行机制如下图所示：
图二 PHP运行机制
PHP的运行阶段也分成三个阶段：
- Parse。语法分析阶段。
- Compile。编译产出opcode中间码。
- Execute。运行，动态运行进行输出。
所以说，在PHP内部，本身也是存在编译的过程。并且据此产生了大量的opcode cache工具，比如说apc、eacc、xcache等等。这些opcode cache在生产环境基本上在标配。基于opcode cache，能到做到“PHP脚本编译一次，多次运行”的效果。从这点上，PHP就和JAVA的半编译机制非常类似。
所以，从运行机制上来看，PHP的运行模式和JAVA是非常类似的，都是先产生中间码，然后运行在不同虚拟机上。
2.5动态运行
从上面的几个分析来看，PHP在内存管理、变量、函数、运行机制等几个方面都做了大量的工作，所以从原理来看，PHP不应该存在性能问题，性能至少也应该和Java比较接近。
这个时候就不得不谈PHP动态语言的特性所带来的性能问题了，由于PHP是动态运行时，所以所有的变量、函数、对象调用、作用域实现等等都是在执行 阶段中才确定的。这个从根本上决定了PHP性能中很难改变的一些东西：在C/C++等能够在静态编译阶段确定的变量、函数，在PHP中需要在动态运行中确 定，也就决定了PHP中间码不能直接运行而需要运行在Zend Engine上。
说到PHP变量的具体实现，又不得不说一个东西了：Hashtable。Hashtable可以说在PHP灵魂之一，在PHP内部广泛用到，包含变量符号栈、函数符号栈等等都是基于hashtable的。
以PHP变量为例来说明下PHP的动态运行特点，比如说代码：
-
<?php
- $var = “hello, blog.xiuwz.com”;
- ?>
该代码的执行结果就是在变量符号栈（是一个hashtable）中新增一个项
当要使用到该变量时候，就去变量符合栈中去查找（也就是变量调用对出了一个hash查找的过程）。
同样对于函数调用也基本上类似有一个函数符号栈（hashtable）。
其实关于动态运行的变量查找特点，在PHP的运行机制中也能看出一些。PHP代码通过解释、编译后的流程下图：
