函数的内部结构

在PHP中，函数有自己的作用域，同时在其内部可以实现各种语句的执行，最后返回最终结果值。在PHP的源码中可以发现，Zend引擎将函数分为以下类型：

  1. #define ZEND_INTERNAL_FUNCTION              1
  2. #define ZEND_USER_FUNCTION                  2  
  3. #define ZEND_OVERLOADED_FUNCTION            3
  4. #define ZEND_EVAL_CODE                      4
  5. #define ZEND_OVERLOADED_FUNCTION_TEMPORARY  5

其中的ZEND_USER_FUNCTION是用户函数，ZEND_INTERNAL_FUNCTION是内置的函数。也就是说PHP将内置的函数和用户定义的函数分别保存。

1.用户函数(ZEND_USER_FUNCTION)

用户自定义函数是非常常用的函数种类，如下面的代码，定义了一个用户自定义的函数：

  1. <?php 
  2.  
  3. function tipi( $name ){
  4.     $return = "Hi! " . $name;
  5.     echo $return;
  6.     return $return;
  7. }
  8.  
  9. ?>

这个示例中，对自定义函数传入了一个参数，并将其与Hi! 一起输出并做为返回值返回。从这个例子可以看出函数的基本特点：运行时声明、可以传参数、有值返回。当然，有些函数只是进行一些操作，并不一定显式的有返回值，在PHP的实现中，即使没有显式的返回，Zend引擎也会“帮你“返回NULL。

通过 <<第六节 变量的作用域>> 可知，ZE在执行过程中，会将运行时信息存储于_zend_execute_data中：

  1. struct _zend_execute_data {
  2.     //...省略部分代码
  3.     zend_function_state function_state;
  4.     zend_function *fbc; /* Function Being Called */
  5.     //...省略部分代码
  6. };

在程序初始化的过程中，function_state也会进行初始化，function_state由两个部分组成：

  1. typedef struct _zend_function_state {
  2.     zend_function *function;
  3.     void **arguments;
  4. } zend_function_state;

*arguments是一个指向函数参数的指针，而函数体本身则存储于function中， *function是一个zend_function结构体，它最终存储了用户自定义函数的一切信息，它的具体结构是这样的：

  1. typedef union _zend_function {
  2.     zend_uchar type;    /* 如用户自定义则为 #define ZEND_USER_FUNCTION 2
  3.                             MUST be the first element of this struct! */
  4.  
  5.     struct {
  6.         zend_uchar type;  /* never used */
  7.         char *function_name;    //函数名称
  8.         zend_class_entry *scope; //函数所在的类作用域
  9.         zend_uint fn_flags;     // 作为方法时的访问类型等，如ZEND_ACC_STATIC等  
  10.         union _zend_function *prototype; //函数原型
  11.         zend_uint num_args;     //参数数目
  12.         zend_uint required_num_args; //需要的参数数目
  13.         zend_arg_info *arg_info;  //参数信息指针
  14.         zend_bool pass_rest_by_reference;
  15.         unsigned char return_reference;  //返回值 
  16.     } common;
  17.  
  18.     zend_op_array op_array;   //函数中的操作
  19.     zend_internal_function internal_function;  
  20. } zend_function;

zend_function的结构中的op_array存储了该函数中所有的操作，当函数被调用时，ZE就会将这个op_array中的opline一条条顺次执行，并将最后的返回值返回。从VLD扩展中查看的关于函数的信息可以看出，函数的定义和执行是分开的，一个函数可以作为一个独立的运行单元而存在。

2.内部函数(ZEND_INTERNAL_FUNCTION)

ZEND_INTERNAL_FUNCTION函数是由扩展、PHP内核、Zend引擎提供的内部函数，一般用“C/C++”编写，可以直接在用户脚本中调用的函数。如下为内部函数的结构：

  1. typedef struct _zend_internal_function {
  2.     /* Common elements */
  3.     zend_uchar type;
  4.     char * function_name;
  5.     zend_class_entry *scope;
  6.     zend_uint fn_flags;
  7.     union _zend_function *prototype;
  8.     zend_uint num_args;
  9.     zend_uint required_num_args;
  10.     zend_arg_info *arg_info;
  11.     zend_bool pass_rest_by_reference;
  12.     unsigned char return_reference;
  13.     /* END of common elements */
  14.  
  15.     void (*handler)(INTERNAL_FUNCTION_PARAMETERS);
  16.     struct _zend_module_entry *module;
  17. } zend_internal_function;

最常见的操作是在模块初始化时，ZE会遍历每个载入的扩展模块，然后将模块中function_entry中指明的每一个函数(module->functions)，创建一个zend_internal_function结构， 并将其type设置为ZEND_INTERNAL_FUNCTION，将这个结构填入全局的函数表(HashTable结构）;函数设置及注册过程见 Zend/zend_API.c文件中的 zend_register_functions函数。这个函数除了处理函数，也处理类的方法，包括那些魔术方法。

内部函数的结构与用户自定义的函数结构基本类似，有一些不同，

  • 调用方法，handler字段. 如果是ZEND_INTERNAL_FUNCTION， 那么ZE就调用zend_execute_internal，通过zend_internal_function.handler来执行这个函数。而用户自定义的函数需要生成中间代码，然后通过中间代码映射到相对就把方法调用。
  • 内置函数在结构中多了一个module字段，表示属于哪个模块。不同的扩展其模块不同。
  • type字段，在用户自定义的函数中，type字段几乎无用，而内置函数中的type字段作为几种内部函数的区分。

3.变量函数

PHP 支持变量函数的概念。这意味着如果一个变量名后有圆括号，PHP 将寻找与变量的值同名的函数，并且将尝试执行它。除此之外，这个可以被用于实现回调函数，函数表等。对比使用变量函数和内部函数的调用：

变量函数$func

  1. $func = 'print_r';
  2. $func('i am print_r function.');

通过VLD来查看这段代码编译后的中间代码：

  1. function name:  (null)
  2. number of ops:  9
  3. compiled vars:  !0 = $func
  4. line     # *  op                           fetch          ext  return  operands
  5. --------------------------------------------------------------------------------
  6. -
  7.    2     0  >   EXT_STMT
  8.          1      ASSIGN                                                   !0, 'print_r'
  9.    3     2      EXT_STMT
  10.          3      INIT_FCALL_BY_NAME                                       !0
  11.          4      EXT_FCALL_BEGIN
  12.          5      SEND_VAL                                                 'i+am+print_r+function.'
  13.          6      DO_FCALL_BY_NAME                              1
  14.          7      EXT_FCALL_END
  15.          8    > RETURN                                                   1

内部函数print_r

  1. print_r('i am print_r function.');

通过VLD来查看这段代码编译后的中间代码：

  1. function name:  (null)
  2. number of ops:  6
  3. compiled vars:  none
  4. line     # *  op                           fetch          ext  return  operands
  5. --------------------------------------------------------------------------------
  6. -
  7.    2     0  >   EXT_STMT
  8.          1      EXT_FCALL_BEGIN
  9.          2      SEND_VAL                                                 'i+am+print_r+function.'
  10.          3      DO_FCALL                                      1          'print_r'
  11.          4      EXT_FCALL_END
  12.          5    > RETURN                                                   1

对比发现，二者在调用的中间代码上存在一些区别。变量函数是DO_FCALL_BY_NAME，而内部函数是DO_FCALL。这在语法解析时就已经决定了，见Zend/zend_complie.c文件的zend_do_end_function_call函数中部分代码：

  1. if (!is_method && !is_dynamic_fcall && function_name->op_type==IS_CONST) {
  2.         opline->opcode = ZEND_DO_FCALL;
  3.         opline->op1 = *function_name;
  4.         ZVAL_LONG(&opline->op2.u.constant, zend_hash_func(Z_STRVAL(function_name->u.constant), Z_STRLEN(function_name->u.constant) + 1));
  5.     } else {
  6.         opline->opcode = ZEND_DO_FCALL_BY_NAME;
  7.         SET_UNUSED(opline->op1);
  8.     }

如果不是方法，并且不是动态调用，并且函数名为字符串常量，则其生成的中间代码为ZEND_DO_FCALL。其它情况则为ZEND_DO_FCALL_BY_NAME。另外将变量函数作为回调函数，其处理过程在Zend/zend_complie.c文件的zend_do_pass_param函数中。最终会体现在中间代码执行过程中的 ZEND_SEND_VAL_SPEC_CONST_HANDLER　等函数中。

4.匿名函数

匿名函数是一类不需要指定表示符，而又可以被调用的函数或子例程，匿名函数可以方便的作为参数传递给其他函数，关于匿名函数的详细信息请阅读 <<第四节 匿名函数及闭包>>

原文: http://www.php-internals.com/book?p=chapt04/04-01-01-function-struct