PHP内核探索：PHP里的opcode

最新推荐文章于 2025-07-02 22:19:23 发布

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本文深入介绍了PHP中的opcode机制，包括其结构与作用，以及如何通过不同的opcode处理方式（如CALL, SWITCH, GOTO）来提高PHP程序的执行效率。

opcode是计算机指令中的一部分，用于指定要执行的操作，指令的格式和规范由处理器的指令规范指定。除了指令本身以外通常还有指令所需要的操作数，可能有的指令不需要显式的操作数。这些操作数可能是寄存器中的值，堆栈中的值，某块内存的值或者IO端口中的值等等。

通常opcode还有另一种称谓：字节码(byte codes)。例如Java虚拟机(JVM)，.NET的通用中间语言(CIL: Common Intermeditate Language)等等。

PHP中的opcode则属于前面介绍中的后着，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。

在PHP实现内部，opcode由如下的结构体表示：

1struct 
_zend_op {

2    opcode_handler_t handler;
// 执行该opcode时调用的处理函数

3    znode result;

4    znode op1;

5    znode op2;

6    ulong extended_value;

7    uint lineno;

8    zend_uchar opcode; 
// opcode代码

9};

和CPU的指令类似，有一个标示指令的opcode字段，以及这个opcode所操作的操作数，PHP不像汇编那么底层，在脚本实际执行的时候可能还需要其他更多的信息，extended_value字段就保存了这类信息，其中的result域则是保存该指令执行完成后的结果。

例如如下代码是在编译器遇到print语句的时候进行编译的函数：

01void zend_do_print(znode *result，const
znode *arg TSRMLS_DC)

02{

03    zend_op *opline = get_next_op(CG(active_op_array) TSRMLS_CC);

04  

05    opline->result.op_type = IS_TMP_VAR;

06    opline->result.u.var = get_temporary_variable(CG(active_op_array));

07    opline->opcode = ZEND_PRINT;

08    opline->op1 = *arg;

09    SET_UNUSED(opline->op2);

10    *result = opline->result;

11}

这个函数新创建一条zend_op，将返回值的类型设置为临时变量(IS_TMP_VAR)，并为临时变量申请空间，随后指定opcode为ZEND_PRINT，并将传递进来的参数赋值给这条opcode的第一个操作数。这样在最终执行这条opcode的时候， Zend引擎能获取到足够的信息以便输出内容。

下面这个函数是在编译器遇到echo语句的时候进行编译的函数：

1void zend_do_echo(const
znode *arg TSRMLS_DC)

2{

3    zend_op *opline = get_next_op(CG(active_op_array) TSRMLS_CC);

4  

5    opline->opcode = ZEND_ECHO;

6    opline->op1 = *arg;

7    SET_UNUSED(opline->op2);

8}

可以看到echo处理除了指定opcode以外，还将echo的参数传递给op1，这里并没有设置opcode的result结果字段。从这里我们也能看出print和echo的区别来，print有返回值，而echo没有，这里的没有和返回null是不同的，如果尝试将echo的值赋值给某个变量或者传递给函数都会出现语法错误。

PHP脚本编译为opcode保存在op_array中，其内部存储的结构如下：

01struct 
_zend_op_array {

02    /* Common elements */

03    zend_uchar type;

04    char
*function_name;  // 如果是用户定义的函数则，这里将保存函数的名字

05    zend_class_entry *scope;

06    zend_uint fn_flags;

07    union
_zend_function *prototype;

08    zend_uint num_args;

09    zend_uint required_num_args;

10    zend_arg_info *arg_info;

11    zend_bool pass_rest_by_reference;

12    unsigned 
char return_reference;

13    /* END of common elements */

14  

15    zend_bool done_pass_two;

16  

17    zend_uint *refcount;

18  

19    zend_op *opcodes; 
// opcode数组

20  

21    zend_uint last，size;

22  

23    zend_compiled_variable *vars;

24    int
last_var，size_var;

25  

26    // ...

27}

如上面的注释，opcodes保存在这里，在执行的时候由下面的execute函数执行：

1ZEND_API void
execute(zend_op_array *op_array TSRMLS_DC)

2{

3    // ... 循环执行op_array中的opcode或者执行其他op_array中的opcode

4}

前面提到每条opcode都有一个opcode_handler_t的函数指针字段，用于执行该opcode，这里并没有给没有指定处理函数，那在执行的时候该由哪个函数来执行呢? 更多信息请参考后面的详细介绍。

PHP有三种方式来进行opcode的处理:CALL，SWITCH和GOTO，PHP默认使用CALL的方式，也就是函数调用的方式，由于opcode执行是每个PHP程序频繁需要进行的操作，可以使用SWITCH或者GOTO的方式来分发，通常GOTO的效率相对会高一些，不过效率是否提高依赖于不同的CPU。