什么是opcode緩存？

當解釋器完成對腳本代碼的分析后，便將它們生成可以直接運行的中間代碼，也稱為操作碼（Operate Code，opcode）。Opcode cache的目地是避免重復編譯，減少CPU和內存開銷。如果動態內容的性能瓶頸不在于CPU和內存，而在于I/O操作，比如數據庫查詢帶來的磁盤I/O開銷，那么opcode cache的性能提升是非常有限的。但是既然opcode cache能帶來CPU和內存開銷的降低，這總歸是好事。

現代操作碼緩存器（Optimizer+，APC2.0+，其他）使用共享內存進行存儲，并且可以直接從中執行文件，而不用在執行前“反序列化”代碼。這將帶來顯著的性能加速，通常降低了整體服務器的內存消耗，而且很少有缺點。

為什么要使用Opcode緩存？

這得從PHP代碼的生命周期說起，請求PHP腳本時，會經過五個步驟，如下圖所示：

Zend引擎必須從文件系統讀取文件、掃描其詞典和表達式、解析文件、創建要執行的計算機代碼（稱為Opcode），最后執行Opcode。每一次請求PHP腳本都會執行一遍以上步驟，如果PHP源代碼沒有變化，那么Opcode也不會變化，顯然沒有必要每次都重行生成Opcode，結合在Web中無所不在的緩存機制，我們可以把Opcode緩存下來，以后直接訪問緩存的Opcode豈不是更快，啟用Opcode緩存之后的流程圖如下所示：

有那些PHP opcode緩存插件？

Optimizer+（Optimizer+于2013年3月中旬改名為Opcache，PHP 5.5集成Opcache，其他的會不會消失？）、eAccelerator、xcache、APC?...

PHP opcode原理

Opcode是一種PHP腳本編譯后的中間語言，就像Java的ByteCode,或者.NET的MSL，舉個例子，比如你寫下了如下的PHP代碼：

<?php

???echo?"Hello?World";

???$a?=?1?+?1;

???echo?$a;

?>

PHP執行這段代碼會經過如下4個步驟(確切的來說，應該是PHP的語言引擎Zend)

Scanning(Lexing) ,將PHP代碼轉換為語言片段(Tokens)

Parsing, 將Tokens轉換成簡單而有意義的表達式

Compilation, 將表達式編譯成Opocdes

Execution, 順次執行Opcodes，每次一條，從而實現PHP腳本的功能

題外話：現在有的Cache比如APC,可以使得PHP緩存住Opcodes，這樣，每次有請求來臨的時候，就不需要重復執行前面3步，從而能大幅的提高PHP的執行速度。

那什么是Lexing? 學過編譯原理的同學都應該對編譯原理中的詞法分析步驟有所了解，Lex就是一個詞法分析的依據表。 Zend/zend_language_scanner.c會根據Zend/zend_language_scanner.l(Lex文件),來輸入的 PHP代碼進行詞法分析，從而得到一個一個的“詞”，PHP4.2開始提供了一個函數叫token_get_all,這個函數就可以講一段PHP代碼 Scanning成Tokens；

如果用這個函數處理我們開頭提到的PHP代碼，將會得到如下結果:

Array

(

????[0]?=>?Array

????????(

???????????[0]?=>?367

???????????[1]?=>?Array

????????(

????????????[0]?=>?316

????????????[1]?=>?echo

????????)

????[2]?=>?Array

????????(

????????????[0]?=>?370

????????????[1]?=>

????????)

????[3]?=>?Array

????????(

????????????[0]?=>?315

????????????[1]?=>?"Hello?World"

????????)

????[4]?=>?;

????[5]?=>?Array

????????(

????????????[0]?=>?370

????????????[1]?=>

????????)

????[6]?=>?=

????[7]?=>?Array

????????(

????????????[0]?=>?370

????????????[1]?=>

????????)

????[8]?=>?Array

????????(

????????????[0]?=>?305

????????????[1]?=>?1

????????)

????[9]?=>?Array

????????(

????????????[0]?=>?370

????????????[1]?=>

????????)

????[10]?=>?+

????[11]?=>?Array

????????(

????????????[0]?=>?370

????????????[1]?=>

????????)

????[12]?=>?Array

????????(

????????????[0]?=>?305

????????????[1]?=>?1

????????)

????[13]?=>?;

????[14]?=>?Array

????????(

????????????[0]?=>?370

????????????[1]?=>

????????)

????[15]?=>?Array

????????(

????????????[0]?=>?316

????????????[1]?=>?echo

????????)

????[16]?=>?Array

????????(

????????????[0]?=>?370

????????????[1]?=>

????????)

????[17]?=>?;

)

分析這個返回結果我們可以發現，源碼中的字符串，字符，空格，都會原樣返回。每個源代碼中的字符，都會出現在相應的順序處。而，其他的比如標簽，操作符，語句，都會被轉換成一個包含倆部分的Array: Token ID (也就是在Zend內部的改Token的對應碼，比如,T_ECHO,T_STRING)，和源碼中的原來的內容。

接下來，就是Parsing階段了，Parsing首先會丟棄Tokens Array中的多于的空格，然后將剩余的Tokens轉換成一個一個的簡單的表達式

echo?a?constant?string

add?two?numbers?together

store?the?result?of?the?prior?expression?to?a?variable

echo?a?variable

然后就改Compilation階段了，它會把Tokens編譯成一個個op_array, 每個op_arrayd包含如下5個部分：

Opcode數字的標識，指明了每個op_array的操作類型，比如add?,?echo

結果?存放Opcode結果

操作數1?給Opcode的操作數

操作數2

擴展值1個整形用來區別被重載的操作符

比如，我們的PHP代碼會被Parsing成:

*?ZEND_ECHO?'Hello?World'

*?ZEND_ADD?~0?1?1

*?ZEND_ASSIGN?!0?~0

*?ZEND_ECHO?!0

你可能會問了，我們的$a去那里了？

這個要介紹操作數了，每個操作數都是由以下倆個部分組成：

op_type : 為IS_CONST, IS_TMP_VAR, IS_VAR, IS_UNUSED, or IS_CV b)

u,一個聯合體，根據op_type的不同，分別用不同的類型保存了這個操作數的值(const)或者左值(var)

而對于var來說，每個var也不一樣

IS_TMP_VAR, 顧名思義，這個是一個臨時變量，保存一些op_array的結果，以便接下來的op_array使用，這種的操作數的u保存著一個指向變量表的一個句柄（整數），這種操作數一般用~開頭，比如~0,表示變量表的0號未知的臨時變量

IS_VAR 這種就是我們一般意義上的變量了,他們以$開頭表示

IS_CV 表示ZE2.1/PHP5.1以后的編譯器使用的一種cache機制，這種變量保存著被它引用的變量的地址，當一個變量第一次被引用的時候，就會被CV起來，以后對這個變量的引用就不需要再次去查找active符號表了，CV變量以！開頭表示。

這么看來，我們的$a被優化成!0了。

參考：http://www.laruence.com/2008/06/18/221.html

來源:https://blog.linuxeye.com/361.html

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的深入理解PHP Opcode缓存原理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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