PHP扩展开发2.1:PHP生命周期

@李彪  July 6, 2018

1. PHP SAPI

无论是Web模式、FastCgi模式、CLI模式,PHP的工作原理都是一样的,都是作为一种SAPI在运行(Server Application Programming Interface : the API sed by PHP to interface with Web Servers)。当我们在终端敲入php这个命令时候,它使用的是"”command lines api!它就像一个mini的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。简单来说,SAPI就是PHP和外部环境的代理器。它把外部环境抽象后,为内部的PHP提供一套固定的,统一的接口,使得PHP自身实现能够不受错综复杂的外部环境影响,保持一定的独立性

2. PHP的启动与终止

PHP的启动和终止有两层含义,第一层是基于宿主进程、第二层是基于用户请求,前者被称为模块、后者成为请求。

在最初的初始化时候,就是PHP随着Apache的启动而诞生在内存里的时候,它会把自己所有已加载扩展的MINIT方法(全称Module Initialization,是由每个模块自己定义的函数。)都执行一遍。在这个时间里,扩展可以定义一些自己的常量、类、资源等所有会被用户端的PHP脚本用到的东西。但你要记住,这里定义的元素都会随着Apache常驻内存,可以被所有请求使用,直到Apache卸载掉PHP模块!

内核中预置了PHP_MINIT_FUNCTION()宏函数,来帮助我们实现这个功能:

int minit_startTime = 0 ;
PHP_MINT_FUNCTION(extension_name){
    minit_startTime = time(NULL);
    php_printf("%d\n",minit_startTime);
    return SUCCESS;
}

当一个页面请求到来时候,PHP会迅速的开辟一个新的环境,并重新扫描自己的各个扩展,遍历执行它们各自的RINIT方法(俗称Request Initialization),这时候一个扩展可能会初始化在本次请求中会使用到的变量等,还会初始化等会儿用户端(即PHP脚本)中的变量之类的,内核预置了PHP_RINIT_FUNCTION()这个宏函数来帮我们实现这个功能:

int rinit_startTime = 0 ;
PHP_RINIT_FUNCTION(extension_name){
    rinit_startTime = time(NULL);
    php_printf("%d\n",rinit_startTime);
    return SUCCESS;
}

好了,现在这个页面请求执行的差不多了,可能是顺利的走到了自己文件的最后,也可能是出师未捷,半道被用户给die或者exit了,这时候PHP便会启动回收程序,收拾这个请求留下的烂摊子。它这次会执行所有已加载扩展的RSHUTDOWN(俗称RequestShutdown)方法,这时候扩展可以抓紧利用内核中的变量表之类的做一些事情,因为一旦PHP把所有扩展的RSHUTDOWN方法执行完,便会释放掉这次请求使用过的所有东西,包括变量表的所有变量、所有在这次请求中申请的内存等等。

内核预置了PHP_RSHUTDOWN_FUNCTION宏函数来帮助我们实现这个功能

PHP_RSHUTDOWN_FUNCTION(extension_name){
    FILE*fp=fopen("time_rshutdown.txt","a+");
    fprintf(fp,"%ld\n",time(NULL));
    fclose(fp);
    return SUCCESS;
}

前面该启动的也启动了,该结束的也结束了,现在该Apache老人家歇歇的时候,当Apache通知PHP自己要Stop的时候,PHP便进入MSHUTDOWN(俗称ModuleShutdown)阶段。这时候PHP便会给所有扩展下最后通牒,如果哪个扩展还有未了的心愿,就放在自MSHUTDOWN方法里,这可是最后的机会了,一旦PHP把扩展的MSHUTDOWN执行完,便会进入自毁程序,这里一定要把自己擅自申请的内存给释放掉,否则就杯具了。

内核中预置了PHP_MSHUTDOWN_FUNCTION宏函数来帮助我们实现这个功能:

PHP_MSHUTDOWN_FUNCTION(extension_name){
    FILE*fp=fopen("time_mshutdown.txt","a+");
    fprintf(fp,"%ld\n",time(NULL));
    fclose(fp);
    return SUCCESS;
}

这四个宏都是在extension_name.c里完成最终实现的,而他们的则是在/main/php.h里被定义的

3. PHP的生命周期

一个PHP实例,无论通过http请求调用的,还是从命令行启动的,都会向我们上一节说的那样,依次进行Moduleinit、Requestinit、RequestShutdown、Moduleshutdown四个过程,当然之间还会执行脚本自己的逻辑。那么两种init和两种shutdown各会执行多少次、各自的执行频率有多少呢?这取决与PHP是用什么sapi与宿主通信的。最常见的四种方式如下所列:

  • 直接以CLI/CGI模式
  • 调用多进程模式
  • 多线程模式
  • Embedded(嵌入式,在自己的C程序中调用ZendEngine)

3.1 CLI/CGI

CLI和CGI的SAPI是相当特殊的,因为这时PHP的生命周期完全在一个单独的请求中完成。虽然简单,不过我们以前提过的两种init和两种shutdown仍然都会被执行。下图展示了PHP在这种模式下是怎么工作的。

3.2 多进程模式

当Apache启动的时候,会立即把自己fork出好几个子进程,每一个进程都有自己独立的内存空间,也就代表了有自己独立的变量、函数等。在每个进程里的PHP的工作方式如下图所示:

因为是fork出来的,所以各个进程间的数据是彼此独立,不会受到外界的干扰(ps:fork后可以用管道等方式实现进程间通信)。这是一片独立天地,它允许每个子进程做任何事情,下图展示了从apache的视角来看多进程工作模式下的PHP:

3.3 多线程模式

随着时代的进步,PHP越来越多的在多线程模式下工作,就像IIS的isapi和Apache MPM worker(支持混合的多线程多进程的多路处理模块)。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,像Moduleinit和Moduleshutdown就只需要运行一次就行了,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。

其实多线程与MINIT、MSHUTDOWN只执行一次并没有什么联系,多进程模式下一样可以实现。

下图展示了在这种模式下PHP的工作流程:

3.4 Embed

Embed SAPI是一种比较特殊的sapi,容许你在C/C++语言中调用PHP/ZE提供的函数。并且这种sapi和上面的三种一样,按ModuleInit、RequestInit、Rshutdown、mshutdown的流程执行着。当然,这只是其中一种情况。因为特定的应用有自己特殊的需求,只是在处理PHP脚本这个环节基本一致。真正令emebed模式独特的是因为它可能随时嵌入到某个程序里面去(比如你的test.exe里),然后被当作脚本的一部分在一个请求的时候执行。控制权在PHP和原程序间来回传递。


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