理解 PHP 8 的 JIT

Posted 2021-03-30 PHP开源Hub

TL;DR

php 8 的 JIT（Just In Time）编译器将作为扩展集成到 php 中 Opcache 扩展 用于运行时将某些操作码直接转换为从 cpu 指令。

这意味着使用JIT后，Zend VM 不需要解释某些操作码，并且这些指令将直接作为CPU级指令执行。

PHP 8 的 JIT

PHP 8 Just In Time(JIT)编译器带来的影响是毋庸置疑的。但是到目前为止，我发现关于 JIT 应该做什么却知之甚少。

经过多次研究和放弃，我决定亲自检查PHP源代码。结合我对C语言的一些知识和我目前收集到的所有零散信息，我提出了这篇文章，我希望它能帮助您更好地理解PHP的JIT。

简单一点来说 ：当JIT按预期工作时，您的代码不会通过Zend VM执行，而是作为一组CPU级指令直接执行。

这就是全部的想法。

但是为了更好地理解它，我们需要考虑php如何在内部工作。不是很复杂，但需要一些介绍。

我写了一篇博客文章，大致概述了php的工作原理。如果你觉得这篇文章写得太多了，就去查另一篇，稍后再来。事情会变得更容易理解。

PHP的代码是怎么执行的?

众所周知， PHP 是解释型语言，但这句话本身是什么意思呢？

每次执行 PHP 代码（命令行脚本或者 WEB 应用）时，都要经过 PHP 解释器。最常用的是 PHP-FPM 和 CLI 解释器。

解释器的工作很简单：接收 PHP 代码，对其进行解释，然后返回结果。

一般的解释型语言都是这个流程。有些语言可能会减少几个步骤，但总体的思路相同。在 PHP 中，这个流程如下：

1. 读取 PHP 代码并将其解释为一组称为 Tokens 的关键字。这个过程让解释器知道各个程序都写了哪些代码。 这一步称为 Lexing 或 Tokenizing 。

2. 拿到 Tokens 集合以后，PHP解释器将尝试解析他们。通过称之为 Parsing 的过程生成抽象语法树（AST）。这里 AST 是一个节点集表示要执行哪些操作。比如，「 echo 1 + 1 」实际含义是 「打印 1 + 1 的结果」 或者更详细的说 「打印一个操作，这个操作是 1 + 1」。

3. 有了 AST ，可以更轻松地理解操作和优先级。将抽象语法树转换成可以被 CPU 执行的操作需要一个用于过渡的表达式(IR)，在 PHP 中我们称之为 Opcodes 。将 AST 转换为 Opcodes 的过程称为 compilation 。

4. 有了 Opcodes ，有趣的部分就来了： executing 代码！PHP 有一个称为 Zend VM 的引擎，该引擎能够接收一系列 Opcodes 并执行它们。执行所有 Opcodes 后， Zend VM 就会将该程序终止。

这个图可以让你更清楚：

一个简化版的 PHP 解释流程概述。

如你所见。这里有个问题：即使 PHP 代码没改变，每次执行还是会走此流程吗？

让我们看回 Opcodes 。对了！这就是 Opcache 扩展 存在的原因。

Opcache 扩展

Opcache 扩展是 PHP 附带的，通常没必要停用它。使用 PHP 最好打开 Opcache 。

它的作用是为 Opcodes 添加一个内存共享缓存层。它的工作是从 AST 中提取新生成的 Opcodes 并缓存它们，以便执行时可以跳过 Lexing/Tokenizing 和 Parsing 步骤。

这是包含 Opcache 扩展的流程示意图：

PHP 使用 Opcache 的解释流程。如果文件已经被解析，则 PHP 会为其获取缓存的 Opcodes ，而不是再次解析。

完美的跳过了 Lexing/Tokenizing 、 Parsing 和 Compiling 步骤