深入理解php底层之php生命周期

2022-04-15 852
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  • 1、PHP的运行模式
  • 2、一切的开始: SAPI接口
    • 启动apache
    • 请求处理初始化
    • 执行php代码
    • 脚本结束
    • sapi关闭
  • 3、PHP的开始和结束阶段
    • 4、单进程SAPI生命周期
      • 5、多进程SAPI生命周期
        • 6、多线程的SAPI生命周期
          • 7、Apache一般使用多进程模式prefork

            1、PHP的运行模式

             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。

            1、当我们在终端敲入php这个命令的时候,它使用的是CLI。

            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。

            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:

            • 多进程(通常编译为apache的模块来处理PHP请求)
            •  多线程模式

            2、一切的开始: SAPI接口

            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. 

            启动apache

            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。

            请求处理初始化

            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。

            执行php代码

            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。

            脚本结束

            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()。

            sapi关闭

            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。

            简要的过程如下:

            1. PHP是随着Apache的启动而运行的;
            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);
            3. PHP总共有三个模块:内核、Zend引擎、以及扩展层;
            4. PHP内核用来处理请求、文件流、错误处理等相关操作;
            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;
            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;
            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;
            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。

            3、PHP的开始和结束阶段

            开始阶段有两个过程:

            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:

            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).

            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。

            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).

            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:

            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:

            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”。

            SAPI运行PHP都经过下面几个阶段:
            1、模块初始化阶段(Module init)     :
            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。
            2、请求初始化阶段(Request init)  :
            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。
            3、执行PHP脚本
            4、请求结束(Request Shutdown) 
            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。
            5、关闭模块(Module shutdown)     :
            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

            4、单进程SAPI生命周期

            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:

            深入理解php底层之php生命周期

            5、多进程SAPI生命周期

            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。 

            如图所示:

            深入理解php底层之php生命周期

            6、多线程的SAPI生命周期

            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。

             多线程工作方式如下图

            深入理解php底层之php生命周期

            7、Apache一般使用多进程模式prefork

            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。

            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。

            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。

            以上就是深入理解php底层之php生命周期的详细内容,更多关于php生命周期的资料请关注NICE源码其它相关文章!

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