PHP扩展-生命周期和内存管理

Posted 2020-08-19 octans

1. PHP源码结构

php的内核子系统有两个，ZE(Zend Engine)和PHP Core.
ZE负责将PHP脚本解析成机器码(也成为token符)后，在进程空间执行这些机器码；ZE还负责内存管理，变量作用域管理和对PHP函数的调度管理。

PHP Core负责和SAPI层的通信；PHP Core也为safe_mode, open_basedir的检查提供了统一控制层；PHP Core还提供了streams层，用于用户域的文件和网络IO操作。其中SAPI(Server Application Programming Interface)通常包含nginx,Apache,IIS,CLI,CGI等主机环境。

PHP扩展在ZE和PHP Core的基础上提供对各种常用操作的封装，比如对mysql,redis,memcache,sqlite等的读写，对json,xml文件的解析，对soap,sokcet,curl的网络协议的封装，对加密解密压缩解压缩等的封装，对图像处理的封装等等。有些扩展是从零开始实现某个功能，比如按照redis的通信协议使用C来实现和redis的通信；有些扩展则是通过调用系统已有的库，比如图片处理的gb扩展需要系统本身要安装了相应的gd库。
在PHP源码php-5.6.24/ext中提供了78个扩展。

总之，由ZE和PHP Core提供基础的架构，由EXT(扩展)提供用户域的各种操作。
以php-5.6.24源码为例，ZE对应文件夹php-5.6.24/Zend, PHP Core对应文件夹php-5.6.24/main, 扩展对应文件夹php-5.6.24/ext。

2. PHP扩展的生命周期

PHP在接收到SAPI命令时，首先初始化并启动它的内核子系统，在内核子系统的启动快结束时，PHP开始加载它的扩展代码并对扩展初始化，此时PHP将调用每个模块的初始化例程Module Initialization routine (MINIT)。

MINIT(Module Initialization)
PHP调用MINIT相关例程，使得每个扩展有机会初始化内部变量、分配资源、注册资源处理句柄，以及向ZE注册自己的函数，以便于脚本调用这其中的函数时候ZE知道执行哪些代码

RINIT(Request Initialization)
在模块初始化完成后，PHP等待来自SAPI的请求，当接收到SAPI请求后，由ZE为当前被请求的php脚本创建运行环境，并调用每个扩展的Request Initialization(RINIT)函数，使得每个扩展有机会设定特定的环境变量，根据请求分配资源，或者执行其他任务，如审核。

这里所说的SAPI请求分为两类，一类是Apache, IIS, 和其他成熟的web server SAPIs，他们在启动时PHP先执行了MINIT，之后等待来自用户的页面请求，当收到请求后执行RINIT；另一类SAPI请求则是CGI or CLI SAPIs，PHP在收到这类SAPI请求时，执行完MINIT马上就执行RINIT。

当RINIT请求初始化完毕后，ZE接回控制权并将当前被请求的脚本翻译成tokens, 最终构成opcodes(操作码)，opcodes被执行过程中，如果某个opcode要求执行某个扩展函数，这是ZE就会将相关参数绑定到改函数，并将控制权临时交给该函数去执行，直到该函数执行完毕。

RSHUTDOWN(Request Shutdown)
PHP脚本运行结束后，PHP调用每个扩展的请求关闭（RSHUTDOWN）函数以执行最后的清理工作（如将session变量存入磁盘）。接下来，ZE执行清理过程（垃圾收集），有效地对之前的请求期间用到的每个变量执行unset()。

MSHUTDOWN(Module Shutdown)
当RSHUTDOWN完成后，PHP继续等待SAPI的其他文档请求或者是关闭信号。对于CGI和CLI等SAPI，没有“下一个请求”，所以SAPI立刻开始关闭。关闭期间，PHP再次遍历每个扩展，调用其模块关闭（MSHUTDOWN）函数，并最终关闭自己的内核子系统。

GINIT
初始化全局变量

GSHUTDOWN
释放全局变量

MINFO
设置phpinfo模块的信息，phpinfo要等级每个扩展的配置信息

// main/php.h
 #define PHP_MINIT       ZEND_MODULE_STARTUP_N
 #define PHP_MSHUTDOWN   ZEND_MODULE_SHUTDOWN_N
 #define PHP_RINIT       ZEND_MODULE_ACTIVATE_N
 #define PHP_RSHUTDOWN   ZEND_MODULE_DEACTIVATE_N
 #define PHP_MINFO       ZEND_MODULE_INFO_N
 #define PHP_GINIT       ZEND_GINIT
 #define PHP_GSHUTDOWN   ZEND_GSHUTDOWN

 #define PHP_MINIT_FUNCTION      ZEND_MODULE_STARTUP_D
 #define PHP_MSHUTDOWN_FUNCTION  ZEND_MODULE_SHUTDOWN_D
 #define PHP_RINIT_FUNCTION      ZEND_MODULE_ACTIVATE_D
 #define PHP_RSHUTDOWN_FUNCTION  ZEND_MODULE_DEACTIVATE_D
 #define PHP_MINFO_FUNCTION      ZEND_MODULE_INFO_D
 #define PHP_GINIT_FUNCTION      ZEND_GINIT_FUNCTION
 #define PHP_GSHUTDOWN_FUNCTION  ZEND_GSHUTDOWN_FUNCTION

 

3. PHP扩展的内存管理

ZE在执行自己内部的内存管理时，通过附加的标志来标识某某内存变量是否是持久性的，对于非持久内存，ZE会去清理。但在扩展内部最好还是自己去清理非持久内存，因为扩展自己请求分配的非持久内存，将在长时间内保持为未回收状态，这样与之相关的资源长时间得不到释放。

 

参考文章:Extension Writing Part I: Introduction to PHP and Zend