PHP代码的执行

先看下PHP的结构图：

1）Zend Engine

Zend引擎是PHP实现的核心，提供了语言实现上的基础设施。例如：PHP的语法实现，脚本的编译运行环境， 扩展机制以及内存管理等。

2）Extensions

围绕着zend引擎，Extensions经过组件式的方式提供各类基础服务，咱们常见的各类内置函数（如MySQL系列）、标准库等都是经过Extension来实现，用户也能够根据须要实现本身的extension以达到功能扩展、性能优化等目的。

3）SAPI

SAPI(Server Application Programming Interface)指的是PHP具体应用的编程接口。就像PC同样，不管安装哪些操做系统，只要知足了PC的接口规范均可以在PC上正常运行。

4）架构思想

若是php是一辆车，那么车的框架就是php自己，Zend是车的引擎（发动机），Ext下面的各类组件就是车的轮子，SAPI能够看作是公路，车能够跑在不一样类型的公路上，而一次php程序的执行就是汽车跑在公路上。所以，咱们须要：性能优异的引擎+合适的车轮+正确的跑道。

 

1、Apache

Apache是Apache软件基金会的一个开放源代码的Web服务器，Apache支持许多特性，大部分经过模块扩展实现。

常见的模块包括mod_auth（权限验证）、mod_ssl（SSL和TLS支持） mod_rewrite（URL重写）等。

下图为Apache的逻辑构成以及与操做系统的关系：

 

1）Apache的mod_php5模块

当PHP须要在Apache服务器下运行时，能够用mod_php5模块的形式集成。

此时mod_php5模块的做用是接收Apache传递过来的PHP文件请求，并处理这些请求， 而后将处理后的结果返回给Apache。

 

2）Apache的运行过程

Apache的运行分为启动阶段和运行阶段。

在运行阶段，Apache主要工做是处理用户的服务请求。

Apache对HTTP的请求能够分为链接、处理和断开链接三个大的阶段。同时也能够分为11个小的阶段：

Post-Read-Request，URI Translation，Header Parsing，Access Control，Authentication，

Authorization，MIME Type Checking，FixUp，Response，Logging，CleanUp。

 

3）Apache Hook机制

模块能够在Apache的任何一个处理阶段中挂接(Hook)上本身的处理函数，从而参与Apache的请求处理过程。

 

2、FastCGI

1）CGI

　　CGI全称是“通用网关接口”(Common Gateway Interface)，描述了客户端和服务器程序之间传输数据的一种标准。它可让一个客户端，从网页浏览器向执行在Web服务器上的程序请求数据。CGI用来沟通程序(如PHP, Python, Java)和Web服务器(Apache2, Nginx)，理论上任何语言编写的程序均可以经过CGI来提供Web服务。

　　好比如今请求的是“index.php”，根据配置文件，Apache知道这个不是静态文件，须要去找PHP解析器来处理，那么它会把这个请求简单处理后交给PHP解析器。Apache会传url、查询字符串、POST数据、HTTP header等，而CGI就是规定要传哪些数据、以什么样的格式传递给后方处理这个请求的协议。

　　当web服务器收到“index.php”这个请求后，会启动对应的CGI程序，这里就是PHP的解析器。接下来PHP解析器会解析php.ini、载入所有扩展并初始化所有数据结构，而后处理请求，再以CGI规定的格式返回处理后的结果，退出进程，web服务器再把结果返回给浏览器。

 

2）FastCGI

　　CGI程序存在性能问题，每次请求都会重复“PHP解析器会解析php.ini、载入所有扩展并初始化所有数据结构”这些步骤。

　　FastCGI是CGI的一种改进方案。FastCGI像是一个常驻(long-live)型的CGI， 它能够一直执行，在请求到达时不会花费时间去fork一个进程来处理(这是CGI最为人诟病的fork-and-execute模式)。

FastCGI工做流程的通俗版本以下：

1. Fastcgi会先启一个master，解析配置文件，初始化执行环境，而后再启动多个worker。

2. 当请求过来时，master会传递给一个worker，而后当即能够接受下一个请求。这样就避免了重复的劳动，效率天然是高。

3. 当worker不够用时，master能够根据配置预先启动几个worker等着。

4. 当空闲worker太多时，也会停掉一些，这样就提升了性能，也节约了资源。

FastCGI工做流程的专业版本以下：

1. Web Server启动时载入FastCGI进程管理器（IIS ISAPI或Apache Module)

2. FastCGI进程管理器自身初始化，启动多个CGI解释器进程(可见多个php-cgi)并等待来自Web Server的链接。

3. 当客户端请求到达Web Server时，FastCGI进程管理器选择并链接到一个CGI解释器。Web server将CGI环境变量和标准输入发送到FastCGI子进程php-cgi。

4. FastCGI子进程完成处理后将标准输出和错误信息从同一链接返回Web Server。当FastCGI子进程关闭链接时， 请求便告处理完成。FastCGI子进程接着等待并处理来自FastCGI进程管理器(运行在Web Server中)的下一个链接。 在CGI模式中，php-cgi在此便退出了。

3）PHP-CGI

PHP-CGI是PHP自带的FastCGI管理器。

PHP-CGI的不足：

1. php-cgi变动php.ini配置后需重启php-cgi才能让新的php-ini生效，不能够平滑重启。

2. 直接杀死php-cgi进程，php就不能运行了。(PHP-FPM和Spawn-FCGI就没有这个问题，守护进程会平滑重新生成新的子进程。）

4）PHP-FPM

PHP-FPM是一个PHP FastCGI管理器，是只用于PHP的。

PHP-FPM实际上是PHP源代码的一个补丁，旨在将FastCGI进程管理整合进PHP包中。必须将它patch到你的PHP源代码中，在编译安装PHP后才可使用。

 

3、SAPI

下图为SAPI的简单示意图：

SAPI（Server abstraction API），它提供了一个接口，使得PHP能够和其余应用进行交互数据。

 

1）PHP执行的两个阶段，开始和结束

开始阶段：

a. 模块初始化阶段（MINIT）， 在整个SAPI生命周期内(例如Apache启动之后的整个生命周期内或者命令行程序整个执行过程当中)， 该过程只进行一次

b. 模块激活阶段（RINIT），该过程发生在请求阶段， 例如经过url请求某个页面，则在每次请求以前都会进行模块激活（RINIT请求开始）

结束阶段：

a. 停用模块(RSHUTDOWN，对应RINIT)

b. 在SAPI生命周期结束（Web服务器退出或者命令行脚本执行完毕退出）时关闭模块(MSHUTDOWN，对应MINIT)

 

2）单进程SAPI生命周期

CLI/CGI模式的PHP属于单进程的SAPI模式。这类的请求在处理一次请求后就关闭。也就是只会通过以下几个环节：

开始 - 请求开始 - 请求关闭 - 结束。SAPI接口实现就完成了其生命周期。

a. 启动：初始化若干全局变量，初始化若干常量，初始化Zend引擎和核心组件，解析php.ini，全局操做函数的初始化，初始化静态构建的模块和共享模块(MINIT)，禁用函数和类

b. 激活：激活Zend引擎，激活SAPI，环境初始化，模块请求初始化

c. 运行：要解析执行的文件，须要作词法分析、语法分析和中间代码生成操做，返回此文件的全部中间代码

d. 关闭：关闭请求的过程是一个若干个关闭操做的集合

e. 结束：flush，关闭Zend引擎

 

3）多进程SAPI生命周期

一般PHP是编译为apache的一个模块来处理PHP请求。

　　Apache通常会采用多进程模式， Apache启动后会fork出多个子进程，每一个进程的内存空间独立，每一个子进程都会通过开始和结束环节， 不过每一个进程的开始阶段只在进程fork出来以来后进行，在整个进程的生命周期内可能会处理多个请求。

 

4）多线程的SAPI生命周期

　　多线程模式和多进程中的某个进程相似，不一样的是在整个进程的生命周期内会并行的重复着 请求开始-请求关闭的环节

 

4、PHP脚本的执行

SAPI处于PHP整个架构较上层，而真正脚本的执行主要由Zend引擎来完成。

<?php
$str = "Hello, World!\n";
echo $str;

a. 如上例中， 传递给php程序须要执行的文件， php程序完成基本的准备工做后启动PHP及Zend引擎， 加载注册的扩展模块。

b. 初始化完成后读取脚本文件，Zend引擎对脚本文件进行词法分析，语法分析。

c. 编译成opcode执行。 若是安装了apc之类的opcode缓存， 编译环节可能会被跳过而直接从缓存中读取opcode执行。

不少编程语言都使用lex/yacc或他们的变体(flex/bison)来做为语言的词法语法分析生成器， 好比PHP、Ruby、Python以及MySQL的SQL语言实现。

PHP是构建在Zend虚拟机(Zend VM)之上的。PHP的opcode就是Zend虚拟机中的指令。

 

 

参考资料：

http://www.cnblogs.com/hongfei/archive/2012/06/12/2547119.html   PHP的执行原理/执行流程

http://www.php-internals.com/book/?p=chapt02/02-01-php-life-cycle-and-zend-engine   生命周期和Zend引擎

http://www.php-internals.com/book/?p=chapt02/02-02-01-apache-php-module  Apache模块

http://www.php-internals.com/book/?p=chapt02/02-02-03-fastcgi   FastCGI

http://segmentfault.com/q/1010000000256516    FastCgi与PHP-fpm之间是个什么样的关系

http://www.cnblogs.com/skynet/p/4173450.html  Nginx + CGI/FastCGI + C/Cpp

http://www.php-internals.com/book/?p=chapt02/02-02-00-overview   SAPI概述

http://rapheal.sinaapp.com/2013/11/14/php_zend_lex/  PHP-Zend引擎剖析之词法分析

http://rapheal.sinaapp.com/2013/11/20/php_zend_hello_world/  PHP-Zend引擎剖析之Hello World

http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/1287    一次请求生命周期