【PHP】一次请求过程的解析

一、概要

PHP-FPM启动后，master进程会陷入event_loop(0)中来管理维持worker进程，而fork出的worker进程会回到主函数开始循环接收、处理请求。一次请求可以总结为 请求接收、请求处理、请求结束 三个阶段，下面就详细来讲一下。

运行环境：Mac 10.14.2 + PHP 7.3.7

二、请求接收阶段

1. 对listen_socket加锁：因为accept()会有惊群问题，在调用accept()之前会对listen_socket加锁。惊群问题在Linux2.6版本中得到解决，内核在收到一个客户端连接时只会唤醒等待队列上的第一个进程。
2. 获取client_socket：worker进程会调用 accept(listen_socket, (struct sockaddr *)&sa, &len) 从全连接队列中接受一个连接，如果队列中暂时没有则会一直阻塞着，这里的listen_socket是在fcgi_listen()中创建监听的。

3. 判断client_socket是否被允许：满足如下请求之一即可

   1. client_socket为unix_socket，表明客户端为本机
   2. 客户端地址在allowed_clients列表里，allowed_clients是通过listen.allowed_clients参数配置
4. 等待client_socket上的可读事件发生：在do-while循环中调用poll()来监听client_socket上的可读事件，这里的while条件是while (ret < 0 && errno == EINTR); EINTR错误是当阻塞中的poll()被捕获到的信号中断所产生的错误，所以可以重新执行poll系统调用。
5. 读取client_socket中的数据：这里是对FastCGI协议的一个实现，Nginx会按照FastCGI协议的消息格式发送数据，worker进程再按照协议多次read()数据并解析，消息传递大致如下。关于PHP如何实现FastCGI协议可以看下这篇文章。

三、请求处理阶段

初始化

在上一阶段读取到请求数据后，worker进程接着会初始化输出相关的堆栈、初始化编译阶段用到的compiler_globals（CG宏）、执行阶段用到的executor_globals（EG宏）、执行每个扩展的PHP_RINIT_FUNCTION函数 等等。

ZendVM

讲到请求处理阶段就不得不提ZendVM，大家都知道PHP是解释型语言，ZendVM就是PHP的解释器，负责PHP的解析、执行。计算机理解不了PHP代码，但是ZendVM可以，对PHP而言，ZendVM就像是真正的“计算机“，这台“计算机“可以识别的指令就是自己事先定义好的opcode。在运行时，PHP会被编译为一系列opcode指令，ZendVM会逐个调用opcode对应的机器指令，最终完成PHP代码的运行。

ZendVM运行过程

1. 词法语法分析，生成AST：这一步的目的是生成抽象语法树AST，AST是PHP7引入的概念，PHP7之前是在语法分析后就直接生成opcode了。在这过程中语法分析器yacc不断调用词法分析器re2c将PHP代码切割为token，然后yacc根据token组合匹配语法规则，最终生成AST。
2. 解析AST，生成zend_op_array：这一步的目的是生成zend_op_array，zend_op_array是编译后所有opline指令的集合，也包括编译期间生成的关键数据。对于ZendVM而言，zend_op_array就是可执行数据。
3. ZendVM执行zend_op_array：zend_op_array作为ZendVM编译器的输出，也是ZendVM执行器的输入。执行时，ZendVM执行器会调用opcode相应的handler完成指令的处理，其中handler是每条opcode对应的C语言编写的处理逻辑。

四、请求结束阶段

1. 执行用户通过register_shutdown_function()注册的关闭函数
2. 释放资源，清理符号表，销毁超全局变量，重置max_execution_time 等等
3. 冲刷掉所有缓冲区
4. 执行每个扩展的PHP_RSHUTDOWN_FUNCTION函数
5. …...

经过以上的清理操作，worker进程就准备好接收处理下一个请求了。