一、前言

语言是人们进行沟通和交流的表达符号，每种语言都有专属于自己的符号，表达方式和规则。 就编程语言来说，它也是由特定的符号，特定的表达方式和规则组成。语言的作用是沟通，不管是自然语言，还是编程语言，它们的区别在于自然语言是人与人之间沟通的工具， 而编程语言是人与机器之间的沟通渠道。

   就PHP语言来说，它也是一组符合一定规则的约定的指令。 在编程人员将自己的想法以PHP语言实现后，通过PHP的虚拟机（确切的来说应该是PHP的语言引擎Zend）将这些PHP指令转变成C语言 （可以理解为更底层的一种指令集）指令，而C语言又会转变成汇编语言， 最后汇编语言将根据处理器的规则转变成机器码执行。这是一个更高层次抽象的不断具体化，不断细化的过程。

    从一种语言到另一种语言的转化称之为编译，这两种语言分别可以称之为源语言和目标语言。 这种编译过程通过发生在目标语言比源语言更低级（或者说更底层）。 语言转化的编译过程是由编译器来完成， 编码器通常被分为一系列的过程：词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成等。 前面几个阶段（词法分析、语法分析和语义分析）的作用是分析源程序，我们可以称之为编译器的前端。 后面的几个阶段（中间代码生成、代码优化和目标代码生成）的作用是构造目标程序，我们可以称之为编译器的后端。 一种语言被称为编译类语言，一般是由于在程序执行之前有一个翻译的过程， 其中关键点是有一个形式上完全不同的等价程序生成。 而PHP之所以被称为解释类语言，就是因为并没有这样的一个程序生成， 它生成的是中间代码Opcode，这只是PHP的一种内部数据结构。

  二、 PHP代码的执行的过程

  比如我们写一个简单的程序

<?php
	echo "Hello World!";
	$a = 1 + 1;
	echo $a;
?>

1.Scanning(Lexing) ,将PHP代码转换为语言片段(Tokens)
2.Parsing, 将Tokens转换成简单而有意义的表达式
3.Compilation, 将表达式编译成Opocdes
4.Execution, 顺次执行Opcodes，每次一条，从而实现PHP脚本的功能。

注2：现在有的Cache比如APC,可以使得PHP缓存住Opcodes，这样，每次有请求来临的时候，就不需要重复执行前面3步，从而能大幅的提高PHP的执行速度。

1. Scanning（Lexing）,将PHP代码转换为语言片段（Tokens）

那什么是Lexing? 学过编译原理的同学都应该对编译原理中的词法分析步骤有所了解，Lex就是一个词法分析的依据表。 

对于PHP在开始使用的是Flex，之后改为re2c， MySQL的词法分析使用的Flex，除此之外还有作为UNIX系统标准词法分析器的Lex等。 这些工具都会读进一个代表词法分析器规则的输入字符串流，然后输出以C语言实做的词法分析器源代码。 这里我们只介绍PHP的现版词法分析器，re2c。 在源码目录下的Zend/zend_language_scanner.l 文件是re2c的规则文件， 如果需要修改该规则文件需要安装re2c才能重新编译，生成新的规则文件。Zend/zend_language_scanner.c会根据Zend/zend_language_scanner.l,来输入的 PHP代码进行词法分析，从而得到一个一个的“词”。

从PHP4.2开始提供了一个函数叫token_get_all,这个函数就可以将一段PHP代码 Scanning成Tokens；

我们用下面的代码使用token_get_all函数处理我们开头提到的PHP代码。

<?php
echo "<pre>";
$phpcode = <<<PHPCODE
<?php
	echo "Hello World!";
	$a = 1 + 1;
	echo $a;
?>
PHPCODE;
// $tokens = token_get_all($phpcontent);
// print_r($tokens);
$tokens = token_get_all($phpcode); 
foreach ($tokens as $key => $token) {
	$tokens[$key][0] = token_name($token[0]);
}
print_r($tokens);
?>

注：为了便于理解和查看，我使用token_name函数将解析器代号修改成了符号名称说明。

如果有的童鞋想要看原始的，可以将上面代码中的第10,11行代码注释去掉。

解释器代号列表详见：http://www.php.net/manual/zh/tokens.php

得到的结果如下：

Array
(
    [0] => Array
        (
            [0] => T_OPEN_TAG
            [1] =>  1
        )

    [1] => Array
        (
            [0] => T_WHITESPACE
            [1] => 	
            [2] => 2
        )

    [2] => Array
        (
            [0] => T_ECHO
            [1] => echo
            [2] => 2
        )

    [3] => Array
        (
            [0] => T_WHITESPACE
            [1] =>  
            [2] => 2
        )

    [4] => Array
        (
            [0] => T_CONSTANT_ENCAPSED_STRING
            [1] => "Hello World!"
            [2] => 2
        )

    [5] => 
    [6] => Array
        (
            [0] => T_WHITESPACE
            [1] => 
	 
            [2] => 2
        )

    [7] => 
    [8] => Array
        (
            [0] => T_WHITESPACE
            [1] =>  
            [2] => 3
        )

    [9] => Array
        (
            [0] => T_LNUMBER
            [1] => 1
            [2] => 3
        )

    [10] => Array
        (
            [0] => T_WHITESPACE
            [1] =>  
            [2] => 3
        )

    [11] => 
    [12] => Array
        (
            [0] => T_WHITESPACE
            [1] =>  
            [2] => 3
        )

    [13] => Array
        (
            [0] => T_LNUMBER
            [1] => 1
            [2] => 3
        )

    [14] => 
    [15] => Array
        (
            [0] => T_WHITESPACE
            [1] => 
	
            [2] => 3
        )

    [16] => Array
        (
            [0] => T_ECHO
            [1] => echo
            [2] => 4
        )

    [17] => Array
        (
            [0] => T_WHITESPACE
            [1] =>  
            [2] => 4
        )

    [18] => 
    [19] => Array
        (
            [0] => T_WHITESPACE
            [1] => 

            [2] => 4
        )

    [20] => Array
        (
            [0] => T_CLOSE_TAG
            [1] => ?>
            [2] => 5
        )

)

分析这个返回结果我们可以发现，源码中的字符串，字符，空格都会原样返回。

每个源代码中的字符，都会出现在相应的顺序处。

而其他的，比如标签，操作符，语句，都会被转换成一个包含三部分的

1、Token ID解释器代号 (也就是在Zend内部的改Token的对应码，比如,T_ECHO,T_STRING)

2、源码中的原来的内容

3、该词在源码中是第几行。

2. Parsing, 将Tokens转换成简单而有意义的表达式

接下来，就是Parsing阶段了，Parsing首先会丢弃Tokens Array中的多于的空格，

然后将剩余的Tokens转换成一个一个的简单的表达式

1.echo a constant string
2.add two numbers together
3.store the result of the prior expression to a variable
4.echo a variable

Bison是一种通用目的的分析器生成器。它将LALR(1)上下文无关文法的描述转化成分析该文法的C程序。 使用它可以生成解释器，编译器，协议实现等多种程序。 Bison向上兼容Yacc，所有书写正确的Yacc语法都应该可以不加修改地在Bison下工作。 它不但与Yacc兼容还具有许多Yacc不具备的特性。

Bison分析器文件是定义了名为yyparse并且实现了某个语法的函数的C代码。 这个函数并不是一个可以完成所有的语法分析任务的C程序。 除此这外我们还必须提供额外的一些函数： 如词法分析器、分析器报告错误时调用的错误报告函数等等。 我们知道一个完整的C程序必须以名为main的函数开头，如果我们要生成一个可执行文件，并且要运行语法解析器， 那么我们就需要有main函数，并且在某个地方直接或间接调用yyparse，否则语法分析器永远都不会运行。

3. Compilation, 将表达式编译成Opocdes

在PHP实现内部，opcode由如下的结构体表如下：

struct _zend_op {
opcode_handler_t handler; // 执行该opcode时调用的处理函数
znode result;
znode op1;
znode op2;
ulong extended_value;
uint lineno;
zend_uchar opcode; // opcode代码
};

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。

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

struct _zend_op_array {
	/* Common elements */
	zend_uchar type;
	char *function_name; // 如果是用户定义的函数则，这里将保存函数的名字
	zend_class_entry *scope;
	zend_uint fn_flags;
	union _zend_function *prototype;
	zend_uint num_args;
	zend_uint required_num_args;
	zend_arg_info *arg_info;
	zend_bool pass_rest_by_reference;
	unsigned char return_reference;
	/* END of common elements */
	zend_bool done_pass_two;
	zend_uint *refcount;
	zend_op *opcodes; // opcode数组
	zend_uint last，size;
	zend_compiled_variable *vars;
	int last_var，size_var;
	// ...
}

ZEND_API void execute(zend_op_array *op_array TSRMLS_DC)
{
	// ... 循环执行op_array中的opcode或者执行其他op_array中的opcode
}

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。

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。

* ZEND_ECHO     ‘Hello World%21‘
* ZEND_ADD       ~0 1 1
* ZEND_ASSIGN  !0 ~0
* ZEND_ECHO     !0
* ZEND_RETURN  1

a)op_type : 为IS_CONST, IS_TMP_VAR, IS_VAR, IS_UNUSED, or IS_CV
 
b)u,一个联合体，根据op_type的不同，分别用不同的类型保存了这个操作数的值(const)或者左值(var)

4. Execution,Zend引擎顺次执行Opcodes

深入理解PHP代码的执行的过程,布布扣,bubuko.com

深入理解PHP代码的执行的过程