php7和PHP5对比的新特性和性能优化

1  抽象语法树（ AST）

1）在 PHP5中，从 php 脚本到 opcodes 的执行的过程是：

Lexing：词法扫描分析，将源文件转换成 token 流；
    Parsing：语法分析，在此阶段生成 op arrays。

2）PHP7 中在语法分析阶段不再直接生成 op arrays，而是先生成 AST，所以过程多了一步：

Lexing：词法扫描分析，将源文件转换成 token 流；
    Parsing：语法分析，从 token 流生成抽象语法树；
    Compilation：从抽象语法树生成 op arrays。

添加了抽象语法树：内存的使用增加了，但是执行时间上却有所降低

AST在PHP编译过程作为一个中间件的角色，替换原来直接从解释器吐出opcode的方式，让解释器（parser）和编译器（compliler）解耦，可以减少一些Hack代码，同时，让实现更容易理解和可维护

2 Natice TLS

PHP在多线程模式下，需要解决“线程安全”（TS，Thread Safe）的问题，因为线程是共享进程的内存空间的，所以每个线程本身需要通过某种方式，构建私有的空间来保存自己的私有数据，避免和其他线程相互污染。

而PHP5采用的方式，就是维护一个全局大数组，为每一个线程分配一份独立的存储空间，线程通过各自拥有的key值来访问这个全局数据组。而这个独有的key值在PHP5中需要传递给每一个需要用到全局变量的函数，PHP7认为这种传递的方式并不友好，并且存在一些问题。因而，尝试采用一个全局的线程特定变量来保存这个key值。

3 指定参数 返回值类型

PHP语言一个非常重要的特点就是“弱类型”，它让PHP的程序变得非常容易编写.

PHP7可选的方式支持类型定义,除此之外，还引入了一个开关指令declare(strict_type=1);，当这个指令一旦开启，将会强制当前文件下的程序遵循严格的函数传参类型和返回类型。

4 zval 结构的变化

在PHP5的时候, zval的定义如下:

struct _zval_struct {
         union {
              long lval;
              double dval;
              struct {
                   char *val;
                   int len;
              } str;
              HashTable *ht;
              zend_object_value obj;
              zend_ast *ast;
         } value;
         zend_uint refcount__gc;
         zend_uchar type;
         zend_uchar is_ref__gc;
    };

首先这个结构体的大小是(在64位系统)24个字节, 我们仔细看这个zval.value联合体, 其中zend_object_value是最大的长板, 它导致整个value需要16个字节, 这个应该是很容易可以优化掉的, 比如把它挪出来, 用个指针代替,因为毕竟IS_OBJECT也不是最最常用的类型.

第二, 这个结构体的每一个字段都有明确的含义定义, 没有预留任何的自定义字段, 导致在PHP5时代做很多的优化的时候, 需要存储一些和zval相关的信息的时候, 不得不采用其他结构体映射, 或者外部包装后打补丁的方式来扩充zval, 比如5.3的时候新引入专门解决循环引用的GC, 它不得采用如下的比较hack的做法

第三, PHP的zval大部分都是按值传递, 写时拷贝的值, 但是有俩个例外, 就是对象和资源, 他们永远都是按引用传递, 这样就造成一个问题, 对象和资源在除了zval中的引用计数以外, 还需要一个全局的引用计数, 这样才能保证内存可以回收. 所以在PHP5的时代, 以对象为例, 它有俩套引用计数, 一个是zval中的, 另外一个是obj自身的计数:

第四, 我们知道PHP中, 大量的计算都是面向字符串的, 然而因为引用计数是作用在zval的, 那么就会导致如果要拷贝一个字符串类型的zval, 我们别无他法只能复制这个字符串. 当我们把一个zval的字符串作为key添加到一个数组里的时候, 我们别无他法只能复制这个字符串. 虽然在PHP5.4的时候, 我们引入了INTERNED STRING, 但是还是不能根本解决这个问题.

还比如, PHP中大量的结构体都是基于Hashtable实现的, 增删改查Hashtable的操作占据了大量的CPU时间, 而字符串要查找首先要求它的Hash值, 理论上我们完全可以把一个字符串的Hash值计算好以后, 就存下来, 避免再次计算等等

第五, 这个是关于引用的, PHP5的时代, 我们采用写时分离, 但是结合到引用这里就有了一个经典的性能问题:

第六, 也是最重要的一个, 为什么说它重要呢? 因为这点促成了很大的性能提升, 我们习惯了在PHP5的时代调用MAKE_STD_ZVAL在堆内存上分配一个zval, 然后对他进行操作, 最后呢通过RETURN_ZVAL把这个zval的值”copy”给return_value, 然后又销毁了这个zval, 比如pathinfo这个函数:

5 异常处理

PHP 5 的 try ... catch ... finally 无法处理传统错误，如果需要，你通常会考虑用 set_error_handler() 来 Hack 一下。但是仍有很多错误类型是 set_error_handler() 捕捉不到的

PHP 7引入 Throwable 接口，错误及异常都实现了 Throwable，无法直接实现 Throwable，但可以扩展 \Exception 和 \Error 类。可以用 Throwable 捕捉异常跟错误。\Exception 是所有PHP及用户异常的基类；\Error 是所有内部PHP错误的基类。

$name = "Tony";

try {

$name = $name->method();

} catch (\Error $e) {

echo "出错消息 --- ", $e->getMessage(), PHP_EOL;

}

try {

$name = $name->method();

} catch (\Throwable $e) {

echo "出错消息 --- ", $e->getMessage(), PHP_EOL;

}

try {

intdiv(5, 0);

} catch (\DivisionByZeroError $e) {

echo "出错消息 --- ", $e->getMessage(), PHP_EOL;

}

6 hashtable 的变化

7 执行器

8 新的参数解析方式

PHP5  对应的参数解析 zend_parse_parament，

PHP7对应的参数解析：fast_zpp  
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