2018-08-16 10:28:30 IT大咖說

內容來源：2018 年 5 月 20 日，騰訊企點開放平臺技術負責人熊月在“PHPCon China 2018 技術峰會”進行《嵌入式PHP的探索實踐》演講分享。IT 大咖說作為獨家視頻合作方，經主辦方和講者審閱授權發佈。

閱讀字數：2410 | 7分鐘閱讀

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摘要

對於擁有很多複雜業務場景的tob領域，“開發效率”和“性能”常常是我們考慮的兩個主要問題，PHP作為腳本語言，本身適用於快速開發業務邏輯，同時為了解決PHP特定的性能瓶頸，一般將C++/PHP結合，在PHP代碼裡調用C/C++擴展。這次我們帶來了不同思路的探索：將php嵌入到高性能C/C++框架運行，將C/C++框架作為容器，完美結合php快速開發優勢和C/C++高性能特點。Zend Engine提供了一種嵌入式開發模式，我們利用這一特性使它可以在C/C++的環境中單獨執行PHP腳本，並且支持多實例運行，可以在C/C++協程框架中運行。嵌入式PHP也為在任意C/C++協程框架結合帶來無限可能，包括在C++的客戶端上運行PHP。

嵌入式PHP

作為一門後臺開發語言PHP有著不同的發展階段。最開始是大家都比較熟悉的LAMP，接著是PHP-fpm和fastcgi，再往後是swoole，之後在swoole的基礎上又新增了協程。

為了便於理解，在介紹嵌入式PHP之前要先講下SAPI的概念。SAPI即後臺應用程序編程接口，是PHP與其他應用程序交互的接口。常見的SAPI有cgi、fpm、cli、Apace2 hander，而嵌入式PHP（embed）也是其中一類。

業務場景

我們最初的業務框架是基於TSF2.0，底層為Zend Engine和擴展，擴展最核心的部分是基於swoole。在此之上是TSF PHP層，包含協程調度器、微服務框架、監控管理進程、MVC模式。最上層才是真正的執行邏輯的PHP腳本。

這樣一套框架存在幾個問題。PHP原生的Generator協程需要配合yield使用，對開發來說不怎麼友好，因為yield的使用時機不太好確定，尤其是對於新手。由於協程調度器是用原生PHP實現的，因此相對其他語言在性能上會差些，特別是在高併發場景下。還有就是低版本swoole不夠穩定，問題最多的就是在內存洩露這塊。大家都知道騰訊內部有很多公用組件，這些組件接口大多是用C++實現的，為此我們需要做的是用擴展對接PHP與其他組件，而問題就在於擴展無法使用上層的PHP協程。

方案：SPP+PHP

為什麼選擇嵌入式PHP

SNG中有個非常有名的C++後臺框架SPP，它是一個高性能的網絡框架，起始於2008年，被廣泛的應用於SNG的各個業務線。眾所周知開發效率一直是PHP的長處，性能方面則是短板。所以我們就在想能不能將SPP和PHP結合起來兼顧高性能和開發效率，嵌入式PHP無疑是很好的結合方案。

SPP主要有5個模塊。proxy用來處理新請求，內存隊列是proxy和workgroup交互的內存區域，workgroup是和後臺邏輯腳本交互的模塊，controller作為控制核心來控制proxy和workgroup的運行狀態，最後是最重要的協程模塊。

如何將SPP和Zend結合

SPP其實是基於協程的框架，協程是一個用戶態的多線程概念。在協程切換的時候會涉及內存管理的機制，而Zend沒有這種切換內存資源的機制，只有全局變量和多線程資源隔離的方式。這樣的話要想將SPP和Zend結合起來，就要對Zend進行改造。

Zend的源碼大概有60萬行，如果直接改動核心源碼，不光實施起來很麻煩，對之後的升級也會造成問題。最好的辦法是藉助Zend本身的機制對入口進行改造，而不侵入內核。

Zend改造

Zend有多進程和多線程兩種方式，在多線程模式下有一個線程安全的機制ZTS。ZTS本質其實是對每個線程的全局資源進行了隔離，與SPP協程的結合就需要用到ZTS，下面是具體步驟。

第一步當然是打開Zend內核ZTS開關，第二步為了滿足協程上下文切換，需要將ZTS中的線程私有變量轉化為全局數據元素，第三步增加資源入口切換API。做完這三步就完成了Zend和SPP的結合，雖然步驟不多但實際上在做的過程中還是會有很多挑戰。

PHP執行流調度器

解決了結合問題之後，接下來為了將整個流程串起來需要有一個執行流程調度器。上圖是整個執行流程，首先SPP通過SAPI進入到Zend中，然後Zend執行PHP腳本，先編譯成OpCode，之後如果有網路IO就會用到協程。協程也可以基於SPP提供的API來運作，通過Tsrm的全局資源table可以進行協程切換。