PHP7的变化
引言
PHP7與PHP5版本相比有非常大的變化，尤其是在Zend引擎方面。為了提升性能，PHP7對Zend進行了深度優化，使得PHP的運行速度大大提高，比PHP5.0-5.6快了近5倍，同時還降低了PHP對系統資源的占用。
PHP7比較大的變化有：
抽象語法樹
PHP是一種解釋性語言，通過解析器來執行。
那么首先來看一下編譯器與解釋器的區別：讀入源語言后，解釋器和編譯器都要進行詞法分析、語法分析和語義分析，之后，二者開始有所分別。
解析器與編譯器的區別：
- 解釋器在語義分析后選擇了直接執行語句；
編譯器在語義分析后選擇將將語義存儲成某一種中間語言，之后通過不同的后端翻譯成不同的機器語言（可執行程序）。其存在一個預編譯的過程。如下圖所示：
PHP7之前的版本，代碼解釋過程：
- PHP代碼在語法解析階段直接生成ZendVM指令，即在zend_language_parser.y中直接生成opline指令，使得編譯器與執行器耦合在一起。
編譯生成的指令再供執行引擎使用，該指令是在語法指令直接生成的，若要更換執行引擎，怎需要修改語法解析規則；若PHP語法變化，但沒有修改執行引擎，仍需要修改語法解析規則。其代碼解析過程如下圖：
PHP7的代碼解析過程：
Native TLS
PHP5.x版本擴展中，有TSRM_CC、TSRM_DC宏，用于線程安全。
PHP中有很多變量需要在不同函數間共享，多線程的環境下不能簡單地通過全局變量來實現，為了適應線程的應用環境，PHP提供了一個線程安全資源管理器，將全局資源進行線程隔離，不同的線程之間互不干擾。
使用全局資源需要先獲取本線程的資源池，這個過程比較占用時間，因此，PHP5.x通過參數傳遞的方式將本線程的資源池傳遞給其他函數，避免重復查找。這種方式需要所有函數接受資源池的參數（TSRM_DC宏所加的參數），這些參數傳遞不僅易遺漏參數，還是得代碼不優雅。
PHP7使用Native TLS（線程局部存儲）來保存線程的資源池，簡單來說就是通過__thread標識一個全局變量，這樣這個全局變量就是線程獨享的了，不同線程的修改不會相互影響。
指定函數參數、返回值類型
輸入和輸出參數必須是指定的數據類型，示例如下：
| 1 2 3 | function foo(string $name): array { return []; } |
zval結構的變化
Zval是PHP中最重要的數據結構之一（另一個比較重要的數據結構是hash table），它包含了PHP中的變量值和類型的相關信息。它是一個struct，在PHP5.x中，基本結構為：
| 1 2 3 4 5 6 7 | struct _zval_struct { zvalue_value value; /* value，變量的具體值 */ zend_uint refcount__gc; /* variable ref count，記錄變量的引用計數（自動回收的基礎） */ zend_uchar type; /* active type ，類型*/ zend_uchar is_ref__gc; /* if it is a ref variable，標識變量是否為引用 */ }; typedef struct _zval_struct zval; |
變量的實際值，具體來說是一個zvalue_value的聯合體（union），用來適配不同的變量類型:
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | typedef union _zvalue_value { long lval; /* long value */ double dval; /* double value */ struct { /* string */ char *val; int len; } str; HashTable *ht; /* hash table value,used for array */ zend_object_value obj; /* object */ } zvalue_value; |
參考：PHP內核探索之變量（1）變量的容器-Zval
PHP5.x中引用計數是在zval中，而不是在具體的value中，這樣一來，導致變量復制時需要復制兩個結構，zval，zvalue_value始終是綁定在一起的。
- 變化1：PHP7中將引用計數轉移到具體的value中，這樣更合理，因為zval只是變量的一個載體，可以簡單地認為是變量名，而value才是真正的值，這個改變使得PHP變量之間的復制、傳遞更加簡潔、易懂。
- 變化2：zval結構的大小由24byte減少到16byte，這PHP7能夠降低系統的資源占用。
異常處理
PHP5.x中很多操作會直接拋出error錯誤，PHP7中將多數錯誤改為了異常拋出，這樣就可以通過try catch捕捉到異常。這種新的異常處理方式使得錯誤處理更加可控。
HashTable的變化
HashTable，即哈希表，也稱為散列表，它是PHP強大的array()類型的內部實現結構，也是內核中使用非常頻繁的一個結構，函數符號表、類符號表、常量符號表等都是通過HashTable實現的。
PHP7中，HashTable結構的大小由72byte減小到56byte，同時，數組元素Bucket結構也由72byte減小到32byte。
執行器
execute_data、opline采用寄存器變量存儲，執行器的調度函數為execute_ex()，這個函數復制執行PHP代碼編譯生成ZendVM指令。在執行期間會頻繁地用到execute_data、opline兩個變量。
PHP5.x中，這兩個變量是由execute_ex()通過參數傳遞給各指令handle的。
PHP7中不再采用傳參的方式，而是將execute_data、opline通過寄存器來存儲，避免傳參導致的頻繁出入棧操作，同時寄存器相比于內存的訪問速度更快。這個優化使得PHP的性能有了5%左右的提升。
新的參數解析
PHP5.x通過zend_parse_parameters()解析函數的參數，PHP7提供另外一種方式，同時保留原來方式，但是新的解析方式速度更快。
參考：秦朋 《PHP7內核剖析》第1.3節
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總結
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