【PHP7源码学习】2019-04-25 PHP生命周期浅析

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今天我们来看下PHP的生命周期，我们都知道PHP生命周期有五个步骤，那么在源码层级是怎么去实现PHP生命周期呢？首先，我们抛出本文的几个问题：

1. php的生命周期是什么？每个阶段做了什么？
2. 为什么会有FPM？
3. cli执行代码和请求经过fpm执行有什么区别？

思考ing。。。。

好的，接下来我们解释上边三个问题。

1.什么是php的生命周期？每个阶段做了什么？

这个问题相信大家都能够回答，php的生命周期有五个步骤：

- php_module_startup：模块初始化
- php_request_startup：请求初始化
- php_execute_script：执行脚本
- php_request_shutdown：请求关闭
- php_module_shutdown：模块关闭

在执行完这个个步骤之后，就走过了PHP的一生，感觉设计者完全借鉴了人的一生去设计的生命周期，出生，成长奋斗，结婚生子，完成理想以及老去，妙啊。
那么，对于这五个步骤有什么意义呢？我们来逐个了解一下。我们拿cli来举例子（入口在sapi/cli/php.ini），我们假设sapi的初始化等步骤已经完成，因为本文重点是PHP生命周期，着着重讲解五个步骤。

php_module_startup

看名字就这道这个函数的作用，模块的初始化，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。
这一步骤主要完成的工作有以下几点：

- 初始化zend_utility_functions 结构.这个结构是设置zend的函数指针,比如错误处理函数,输出函数,流操作函数等.
- 设置环境变量.
- 加载php.ini配置.
- 加载php内置扩展.
- 写日志.
- 注册php内部函数集.
- 调用 php_ini_register_extensions,加载所有外部扩展
- 开启所有扩展
- 一些清理操作.

我们看一下加载php.ini配置，代码如下：

/* this will read in php.ini, set up the configuration parameters,
           load zend extensions and register php function extensions
           to be loaded later */
        if (php_init_config() == FAILURE) {
            return FAILURE;
        }//   php_init_config函数会在这里检查所有php.ini配置,并且找到所有加载的模块,添加到php_extension_lists结构中.
    
        /* Register PHP core ini entries */
        REGISTER_INI_ENTRIES();//展开后为zend_register_ini_entries(ini_entries, module_number)，ini_entries是PHP_INI_BEGIN/END()两个宏生成的配置映射规则数组，通常会把这个操作放到PHP_MINIT_FUNCTION()中。
        //注意：此时php.ini已经解析到configuration_hash哈希表中，zend_register_ini_entries()将根据配置name查找这个哈希表，
        //如果找到了表明用户在php.ini中配置了该项，
        //然后将调用此规则指定的on_modify函数进行赋值，
        此处更详细的介绍请看[https://www.kancloud.cn/nickbai/php7/363320]
    对于其它的一些操作是怎么实现的，大家可以自行查看源码。

php_request_startup

请求初始化阶段， 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。
在此函数的实现种主要有以下几个函数：

• zend_interned_strings_activate()：初始化内部字符串哈希表
• php_output_activate()：启动php的输出
• zend_activate()：激活Zend引擎
• sapi_activate()：激活SAPI，进行编译器，重置gc，执行器以及词法扫描器。
• zend_signal_activate()，处理一些信号
• zend_activate_modules()：回调各扩展定义的request_startup钩子函数。

php_execute_script

执行脚本阶段，入口是php_execute_script()。此过程和2一样，均在do_cli函数内完成。首先获取真正执行的文件信息等，把要执行的文件放在included_files列表里边。然后会调用zend_execute_scripts()去真正执行。真正执行的时候就涉及到了编译，执行，op_array之类的概念。编译过程又涉及到词法分析，语法分析和抽象语法树(AST)等概念。执行的话会涉及到opcode的概念。这些概念在之前的文章中已经讲解过具体实现，感兴趣的读者可以自行前往。传送门：笔记汇总。

php_request_shutdown

请求关闭阶段。在这个阶段总共有16个步骤，在源码里有着明确的注释，无谓就是做一些“清理”操作，我们看下源码怎么做的。

EG(current_execute_data) = NULL;/*EG(current_execute_data) 指向nirvana，因此无法在zend_executor回调函数中安全地访问.*/
php_deactivate_ticks()//清空tick函数
1.php_call_shutdown_functions()//调用注册了register_shutdown_function()的所有可能的shutdown函数
2.zend_call_destructors()//调用所有可能的__destruct() 函数
3.php_output_discard_all()/php_output_end_all()：//刷新所有输出缓冲区
4.zend_unset_timeout()//重置max_execution_time(响应发送后不再执行php代码)
5.zend_deactivate_modules()//调用所有扩展RSHUTDOWN函数
6.php_output_deactivate()//关闭输出层(发送设置好的HTTP头文件，清除输出处理程序等)
7.php_free_shutdown_functions()//释放shutdown函数
8.zval_ptr_dtor()//销毁 super-globals
9.php_free_request_globals()//释放request-bound globals
10.zend_deactivate()//关闭扫描仪/执行器/编译器并还原ini条目
11.zend_post_deactivate_modules//调用rshutdown后的所有扩展
12.sapi_deactivate//SAPI相关的shutdown (free stuff)
13.virtual_cwd_deactivate//释放virtual CWD 内存
14.php_shutdown_stream_hashes//破坏流哈希表
15.zend_interned_strings_deactivate()/shutdown_memory_manager()：Free Willy (here be crashes)
16.zend_unset_timeout()：重置max_execution_time

php_module_shutdown

模块关闭阶段：与模块初始化阶段相反，这个阶段将清理资源、各php模块关闭等操作。具体的代码函数调用不再赘述。

2. 为什么会有FPM？

我们在看过cli下生命周期的五个阶段之后会发现一个问题，这种形式好像有个问题，就是它每来一次请求就会有这五个阶段，这样会造成多大的资源浪费啊。那么为了解决这个问题，FPM应运而生，FPM（FastCGI Process Manager）是 PHP FastCGI 运行模式的一个进程管理器。
概括来说，fpm的实现就是创建一个 master进程，在master进程中创建并监听socket，然后fork 出多个子进程，这些子进程各自accept请求，子进程的处理非常简单，它在启动后阻塞在accept上，有请求到达后开始读取请求数据，读取完成后开始处理然后再返回，在这期间是不会接收其它请求的，也就是说fpm的子进程同时只能响应一个请求，只有把这个请求处理完成后才会accept下一个请求，这一点与nginx的事件驱动有很大的区别nginx的子进程通过epoll管理套接字，如果一个请求数据还未发送完成则会处理下一个请求，即一个进程会同时连接多个请求，它是非阻塞的模型，只处理活跃的套接字。
知道它的工作机制我们就可以想象一下他会如何去改善cli模式下每个请求都完成一次初始化的问题，我们猜测一下，他会在master进程进行一次初始化之后在请求阶段循环，直至结束，这样就达到了不用多次初始化的目的。好的我们看下它是怎么实现的？
首先进行fpm_init,此步主要是对fpm进行初始化，加载fpm配置文件，分配用于和worker进行通信的共享内存，创建worker_pool的套接字，启动 master 的事件管理器（fpm 实现了一个事件管理器用于管理 IO、定时事件，其中 IO 事件通过 kqueue、epoll、poll、select 等管理，定时事件就是定时器，一定时间后触发某个事件）等等操作。
接下来就是fpm_run的过程，master将fork出worker进程，worker进程返回main()中继续向下执行，后面的流程就是worker进程不断accept请求，然后执行PHP脚本并返回。fpm_run整体流程如下：

1. 等待请求：worker进程阻塞在fcgi_accept_request() 等待请求；
2. 解析请求：fastcgi请求到达后被worker接收，然后开始接收并解析请求数据，直到request数据完全到达；
3. 请求初始化：执行php_request_startup()，此阶段会调用每个扩展的：PHP_RINIT_FUNCTION()；
4. 编译、执行：由php_execute_script() 完成 PHP 脚本的编译、执行；
5. 关闭请求：请求完成后执行php_request_shutdown()，此阶段会调用每个扩展的：PHP_RSHUTDOWN_FUNCTION()，然后进入步骤 (1) 等待下一个请求；

在这个阶段，master进程将进入fpm_event_loop()来依赖注册的几个事件进行不同的操作。
到此，对于fpm的简单叙述就到此为止了。可以理解fpm的诞生就是一剂灵丹妙药，拉长了PHP的生命战线。

3. cli执行代码和请求经过fpm执行有什么区别？

其实我觉得这个问题在看过上边两个问题之后答案就已经出来了～，那么这块就让聪明的你来解决啦。