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PHP扩展开发学习路线

适用场景

  • 闭源、加密
  • 密集计算
  • 连接三方类库
  • 省去一部分资源（类文件、大数组等）加载开销

劣势

  • 需要有C语言基础，学习、开发难度较大
  • 不能完全闭源（字符串字面值、函数调用图可以被反编译出来）
  • 各种坑（内存泄漏、段错误、ZendAPI版本间差异、NTS/TS表现不一）

内核简介

SAPI（Server Application Programming Interface）

PHP和外界沟通的抽象层，比如通过命令行执行PHP的cli、通过php-fpm执行的cgi-fcgi等。

查看PHP源码目录sapi/。

MInit/MShutdown RInit/RShutdown

流程

内存管理

扩展中可以直接向系统申请内存，可以通过ZendAPI封装的相关函数进行内存操作：

void *malloc(size_t count);
void *emalloc(size_t count);
void *pemalloc(size_t count, char persistent);

void *calloc(size_t count);
void *ecalloc(size_t count);
void *pecalloc(size_t count, char persistent);

void *realloc(void *ptr, size_t count);
void *erealloc(void *ptr, size_t count);
void *perealloc(void *ptr, size_t count, char persistent);

void *strdup(void *ptr);
void *estrdup(void *ptr);
void *pestrdup(void *ptr, char persistent);

void free(void *ptr);
void efree(void *ptr);
void pefree(void *ptr, char persistent);

非线程安全（NTS）/线程安全（TS）

  • 一般使用非线程安全版
  • Apache+mod_php5使用线程安全版
  • TS版线程间通信较快，因为共享存储空间；NTS则需要借助APC、Redis等
  • TS一旦PHP扩展发生段错误，线程异常退出，会影响到服务器进程；NTS不受影响，大不了重启一下fpm进程

源码要点

  • 变量（zval、类型标记、引用计数）
  • 函数（参数、返回值）
  • 数组相关
  • 类、对象（类声明、对象操作、数组型的类属性的特殊处理）
  • 与用户空间的PHP代码沟通（触发类自动加载器、执行PHP脚本文件等）
  • 资源类型（自定义数据结构）
  • INI相关
  • Stream相关
  • Zend OP Cache相关（可以在此阶段实现PHP代码的加密）

PHP7

  • 核心数据类型zval、HashTable等占据空间更少
  • 编译器优化
  • zval不再单独从堆上分配内存并且不自己存储引用计数，更少的内存分配、操作，更少的间接指针使用

工具

  • 源码编译工具build-essential
  • 编译时候加参数--enable-debug --enable-maintainer-zts
  • 扩展源码模板生成程序php-src/ext/ext_skel
  • C开发调试工具gdb/valgrind

例子

见附源码。

  • counter
  • crc16

坑

  • 内存泄漏（fpm使用内存不断增加）
  • 段错误（HTTP 500）
  • 各版本内核兼容（增加宏判断、自己实现兼容层）
  • NTS/TS表现不一（convert_to_array等）

Zephir

  • 中间语言，Zephir代码转化为C，再编译安装
  • 依赖phalcon team的一套Zend API封装
  • 语法类似PHP、JS
  • 支持PHP7

参考