1、PHP的运行模式 - N$ k9 W1 S6 h1 S3 Q+ s
PHP两种运行模式是WEB模式、CLI模式。无论哪种模式,PHP工作原理都是一样的,作为一种SAPI运行。
. H8 O9 U" n6 e( T3 ] 1、当我们在终端敲入php这个命令的时候,它使用的是CLI。
/ [' P7 g4 X3 |' i8 _& C 它就像一个web服务器一样来支持php完成这个请求,请求完成后再重新把控制权交给终端。
: w* p1 N( u5 U$ A6 m2 q 2、当使用Apache或者别web服务器作为宿主时,当一个请求到来时,PHP会来支持完成这个请求。一般有:
: L) `# ]0 s5 \ a2 O 多进程(通常编译为apache的模块来处理PHP请求) 多线程模式: D3 ^8 ^+ L% o. z: }7 V% O
2、一切的开始: SAPI接口
$ i$ i+ P1 |# ` w: t 通常我们编写php Web程序都是通过Apache或者Nginx这类Web服务器来测试脚本. 或者在命令行下通过php程序来执行PHP脚本. 执行完成脚本后,服务器应答,浏览器显示应答信息,或者在命令结束后在标准输出显示内容. 我们很少关心PHP解释器在哪里. 虽然通过Web服务器和命令行程序执行脚本看起来很不一样. 实际上她们的工作是一样的. 命令行程序和Web程序类似, 命令行参数传递给要执行的脚本,相当于通过url 请求一个PHP页面. 脚本戳里完成后返回响应结果,只不过命令行响应的结果是显示在终端上. 脚本执行的开始都是通过SAPI接口进行的.
) L$ N" D* C4 D. y$ y* p, Y2 ` 启动apache 3 p" o0 i& r! K0 ?) ~/ y6 o
当给定的SAPI启动时,例如在对/usr/local/apache/bin/apachectl start的响应中,PHP由初始化其内核子系统开始。在接近启动例程的末尾,它加载每个扩展的代码并调用其模块初始化例程(MINIT)。这使得每个扩展可以初始化内部变量、分配资源、注册资源处理器,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。) ^, t( V1 c% t3 H
请求处理初始化 ) w y8 B2 i: }7 T8 u& |6 p
接下来,PHP等待SAPI层请求要处理的页面。对于CGI或CLI等SAPI,这将立刻发生且只发生一次。对于Apache、IIS或其他成熟的web服务器SAPI,每次远程用户请求页面时都将发生,因此重复很多次,也可能并发。不管请求如何产生,PHP开始于要求ZE建立脚本的运行环境,然后调用每个扩展的请求初始化 (RINIT)函数。RINIT使得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。 session扩展中有个RINIT作用的典型示例,如果启用了session.auto_start选项,RINIT将自动触发用户空间的session_start()函数以及预组装$_SESSION变量。/ \2 N/ O$ V7 N, T
执行php代码
( k& K# R5 w3 S' R1 ?- X 一旦请求被初始化了,ZE开始接管控制权,将PHP脚本翻译成符号,最终形成操作码并逐步运行之。如任一操作码需要调用扩展的函数,ZE将会把参数绑定到该函数,并且临时交出控制权直到函数运行结束。" w( B: y' T! @5 Y0 a
脚本结束
3 u5 w3 q5 \3 n! \ F 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()。
6 o4 Z; y- J, j$ H. Y! N# } sapi关闭 / ^( V! I- _% O2 r
一旦完成,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。
8 c7 [9 W0 q, @, f2 A( K2 I+ G 简要的过程如下:6 ?9 w# h: D" c, a) Z
1. PHP是随着Apache的启动而运行的;$ [: N5 w% P) Q [2 Q: @8 H
2. PHP通过mod_php5.so模块和Apache相连(具体说来是SAPI,即服务器应用程序编程接口);
; {! e, M3 ^ s4 M! o/ o. n 3. PHP总共有三个模块:内核、Zend引擎、以及扩展层;& f" j$ P" u; ?/ ~6 G+ I0 ^, u
4. PHP内核用来处理请求、文件流、错误处理等相关操作;
( k" X8 O8 `# f/ `3 W( X3 u% Q 5. Zend引擎(ZE)用以将源文件转换成机器语言,然后在虚拟机上运行它;
! Z# `" n: X# ` 6. 扩展层是一组函数、类库和流,PHP使用它们来执行一些特定的操作。比如,我们需要mysql扩展来连接MySQL数据库;
, C: D0 ~" R! { 7. 当ZE执行程序时可能会需要连接若干扩展,这时ZE将控制权交给扩展,等处理完特定任务后再返还;
/ K& U6 M+ ]7 ^# D. q! w2 ^; S$ P4 Y6 v 8. 最后,ZE将程序运行结果返回给PHP内核,它再将结果传送给SAPI层,最终输出到浏览器上。
* s4 y$ t @2 _0 w ^+ H* v 3、PHP的开始和结束阶段
& |% U/ B/ \1 @ 开始阶段有两个过程:9 z* ?. f- y9 n& N2 O
第一个过程:apache启动的过程,即在任何请求到达之前就发生。是在整个SAPI生命周期内(例如Apache启动以后的整个生命周期内或者命令行程序整个执行过程中)的开始阶段(MINIT),该阶段只进行一次.。启动Apache后,PHP解释程序也随之启动; PHP调用各个扩展(模块)的MINIT方法,从而使这些扩展切换到可用状态。看看php.ini文件里打开了哪些扩展吧; MINIT的意思是“模块初始化”。各个模块都定义了一组函数、类库等用以处理其他请求。 模块在这个阶段可以进行一些初始化工作,例如注册常量, 定义模块使用的类等等.典型的的模块回调函数MINIT方法如下:
; m; l4 p' Y Y8 K" |+ m PHP_MINIT_FUNCTION(myphpextension) { /* Initialize functions, classes etc */ }
{
// 注册常量或者类等初始化操作
return SUCCESS;
}
第二个过程发生在请求阶段,当一个页面请求发生时.则在每次请求之前都会进行初始化过程(RINIT请求开始)。" m, u6 j. c* i$ J4 p
请求到达之后,SAPI层将控制权交给PHP层,PHP初始化本次请求执行脚本所需的环境变量,例如创建一个执行环境,包括保存php运行过程中变量名称和变量值内容的符号表. 以及当前所有的函数以及类等信息的符号表.例如是Session模块的RINIT,如果在php.ini中启用了Session 模块,那在调用该模块的RINIT时就会初始化$_SESSION变量,并将相关内容读入;然后PHP会调用所有模块RINIT函数,即“请求初始化”。在这个阶段各个模块也可以执行一些相关的操作, 模块的RINIT函数和MINIT函数类似 ,RINIT方法可以看作是一个准备过程,在程序执行之间就会自动启动。6 g- ]) i/ U2 Z
PHP_RINIT_FUNCTION(myphpextension)
{
// 例如记录请求开始时间
// 随后在请求结束的时候记录结束时间.这样我们就能够记录下处理请求所花费的时间了
return SUCCESS;
}
结束阶段分为两个环节: 请求处理完后就进入了结束阶段, 一般脚本执行到末尾或者通过调用exit()或者die()函数,PHP都将进入结束阶段. 和开始阶段对应,结束阶段也分为两个环节,一个在请求结束后(RSHUWDOWN),一个在SAPI生命周期结束时(MSHUTDOWN).3 C6 B. }0 M2 e( z7 }
第一个环节: 请求处理完后结束阶段:请求处理完后就进入了结束阶段,PHP就会启动清理程序。它会按顺序调用各个模块的RSHUTDOWN方法。 RSHUTDOWN用以清除程序运行时产生的符号表,也就是对每个变量调用unset函数。典型的RSHUTDOWN方法如下:
# x- K9 W6 s0 o8 L; w5 ] PHP_RSHUTDOWN_FUNCTION(myphpextension)
{
// 例如记录请求结束时间, 并把相应的信息写入到日至文件中.
return SUCCESS;
}
第二个环节: 最后,所有的请求都已处理完毕,SAPI也准备关闭了, PHP调用每个扩展的MSHUTDOWN方法,这是各个模块最后一次释放内存的机会。(这个是对于CGI和CLI等SAPI,没有“下一个请求”,所以SAPI立刻开始关闭。)典型的RSHUTDOWN方法如下:- V' y8 L' b- h& F1 a
PHP_MSHUTDOWN_FUNCTION(extension_name) {
/* Free handlers and persistent memory etc */
return SUCCESS;
}
这样,整个PHP生命周期就结束了。要注意的是,只有在服务器没有请求的情况下才会执行“启动第一步”和“关闭第二步”。% @5 y% @) X* {
SAPI运行PHP都经过下面几个阶段: + N+ q, G; C2 F
1、模块初始化阶段(Module init):' f6 V; l: Y5 V2 X+ a0 A& V
即调用每个拓展源码中的的PHP_MINIT_FUNCTION中的方法初始化模块,进行一些模块所需变量的申请,内存分配等。
" p" ?4 h4 B, h7 m% Y 2、请求初始化阶段(Request init):0 E1 S! |, N" z6 _" q' U
即接受到客户端的请求后调用每个拓展的PHP_RINIT_FUNCTION中的方法,初始化PHP脚本的执行环境。1 g# V$ R p6 y! V3 G
3、执行PHP脚本
5 @& F* A1 T, u9 ]6 N 4、请求结束(Request Shutdown): ?, h; W9 T; C: {2 c
这时候调用每个拓展的PHP_RSHUTDOWN_FUNCTION方法清理请求现场,并且ZE开始回收变量和内存。# `9 ?, G$ q! L9 `
5、关闭模块(Module shutdown):- i, k" S3 V' Z
Web服务器退出或者命令行脚本执行完毕退出会调用拓展源码中的PHP_MSHUTDOWN_FUNCTION 方法
6 _ k0 I/ E2 z! L8 o# B2 W/ ?( C 4、单进程SAPI生命周期 5 G( [9 J8 Y& r5 X
CLI/CGI模式的PHP属于单进程的SAPI模式。这类的请求在处理一次请求后就关闭。也就是只会经过如下几个环节: 开始 - 请求开始 - 请求关闭 - 结束 SAPI接口实现就完成了其生命周期。如图所示:
6 K: u# V% \- N g1 n2 r# i
# r# u* x4 i2 }) H 5、多进程SAPI生命周期 4 a# c3 J0 A$ N, \4 c" R
通常PHP是编译为apache的一个模块来处理PHP请求。Apache一般会采用多进程模式, Apache启动后会fork出多个子进程,每个进程的内存空间独立,每个子进程都会经过开始和结束环节, 不过每个进程的开始阶段只在进程fork出来以来后进行,在整个进程的生命周期内可能会处理多个请求。 只有在Apache关闭或者进程被结束之后才会进行关闭阶段,在这两个阶段之间会随着每个请求重复请求开始-请求关闭的环节。 0 T- z; r* N( [# y2 n, ?+ G
如图所示:
. g; o1 R! k4 q7 F2 s N' y# s
, P6 `% @& a3 {- ?
6、多线程的SAPI生命周期 3 p5 L8 c/ W) ^+ ~( k( A
多线程模式和多进程中的某个进程类似,不同的是在整个进程的生命周期内会并行的重复着 请求开始-请求关闭的环节。在这种模式下,只有一个服务器进程在运行着,但会同时运行很多线程,这样可以减少一些资源开销,向Module init和Module shutdown就只需要运行一遍就行了,一些全局变量也只需要初始化一次,因为线程独具的特质,使得各个请求之间方便的共享一些数据成为可能。# L# _1 V& D0 B! W( `( a! Y
多线程工作方式如下图:
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# j3 z/ @% d4 F- W4 d% F 7、Apache一般使用多进程模式prefork 8 W7 B* n7 x- z3 ~- b' U
在linux下使用#http –l 命令可以查看当前使用的工作模式。也可以使用#apachectl -l命令。看到的prefork.c,说明使用的prefork工作模式。
7 W* |" b: M% } prefork进程池模型,用在 UNIX 和类似的系统上比较多,主要是由于写起来方便,也容易移植,还不容易出问题。要知道,如果采用线程模型的话,用户线程、内核线程和混合型线程有不同的特性,移植起来就麻烦。prefork 模型,即预先 fork() 出来一些子进程缓冲一下,用一个锁来控制同步,连接到来了就放行一个子进程,让它去处理。7 h1 l* N( \4 B2 G7 X$ N1 f& C; R
prefork MPM 使用多个子进程,每个子进程只有一个线程。每个进程在某个确定的时间只能维持一个连接。在大多数平台上,Prefork MPM在效率上要比Worker MPM要高,但是内存使用大得多。prefork的无线程设计在某些情况下将比worker更有优势:他能够使用那些没有处理好线程安全的第三方模块,并 且对于那些线程调试困难的平台而言,他也更容易调试一些。