PHP扩展开发(1):入门

有关PHP扩展开发的文章、博客已经很多了,比较经典的有:

  1. TIPI项目(http://www.php-internals.com/,强烈推荐)
  2. 《Extending and Embedding PHP》(中文翻译见http://www.walu.cc/phpbook/,强烈推荐)
  3. 《PHP核心技术与最佳实践》一书有一章专门讲PHP扩展开发的,不过版本较老,可供参考。
  4. 《PHP5权威指南》一书中也有一章专门讲到了PHP的扩展开发。

我准备在此系列博文中总结我有关PHP扩展开发的学习和感悟,力图简单清晰地描述在Linux系统下开发一个PHP扩展应该具备的最基本知识。水平较低,难免有错误,望指出。

 

 

准备工作

首先要获取一份PHP源码(可以从Github上签出,或者到官网上下载最新的稳定版),然后编译之。为了加快编译速度,我们推荐禁用所有额外的扩展(使用--disable-all选项),但最好打开debug(使用--enable-debug选项)和线程安全(使用--enable-maintainer-zts),但要在发布扩展的时候关闭debug,视情况选择是否需要打开线程安全:

$ ./buildconf --force

$ ./configure --disable-all --enable-debug --enable-maintainer-zts

$ make

注意,我们没有指定--prefix选项(同时也没有make install),因为这不是必须的。注意查看输出信息,也许你需要安装一些依赖包才能成功编译PHP。

编译后的PHP的可执行程序在源码的sapi目录下,对应不同的宿主环境有不同的子目录,我们以后都主要使用cli(command line interface)环境,可以建一个别名方便引用:

$ alias php-dev=/usr/local/src/php-5.6.5/sapi/cli/php

有一些命令行选项是很有用的:

php-dev -h          # 打印帮助信息

php-dev -v          # 打印版本信息

php-dev --ini        # 打印配置信息        

php-dev -m          # 打印加载的模块信息

php-dev -i          # phpinfo

php-dev -r <code>      # 执行code里的代码

 

 

扩展骨架

PHP的所有官方扩展都在源码的ext目录下,我们自己写的扩展也可以放在该目录下。注意,该目录下有个名为ext_skel的shell脚本,它是用来生成PHP扩展骨架的,使用该脚本,可以帮我们快速创建PHP扩展:

$ ./ext_skel --extname=myext

上面的命令帮我们创建了一个名为myext的扩展,源码在myext目录下。不带任何参数的执行该脚本可以打印帮助信息,这样你可以查看到该脚本提供的更多选项。

接下来让我们完成我们的扩展。进入myext目录,编辑config.m4配置文件,找到PHP_ARG_ENABLE宏函数,去掉前面的dnl注释(共三行)。退回到源码根目录,重新执行buildconf、configure和make命令:

$ ./buildconf --force

$ ./configure --help | grep myext

    --enable-myext           Enable myext support

$ ./configure --disable-all --enable-myext --enable-debug --enable-maintainer-zts

$ make

注意,我们用./configure --help | grep myext打印了我们扩展的加载情况,如果看不到下面的输出,则说明我们的扩展没有配置成功,回头检查下config.m4文件。

这次编译应该非常快,因为大部分代码都已经编译过了。PHP还有另外一种编译扩展的方法(使用动态连接的方式,将扩展编译为.so的文件),不过我们推荐在开发扩展的时候使用静态编译,因为这样省去了在配置文件中加载扩展的步骤。

一切顺利的话,我们的第一个扩展就已经可以执行了:

$ php-dev -m | grep myext

myext

$ php-dev -r 'echo confirm_myext_compiled("myext") . "\n";'

Congratulations! You have successfully modified ext/myext/config.m4. Module myext is now compiled into PHP.

第一个命令显示了我们的扩展已经被加载。第二个命令执行了ext_skel扩展骨架自动为我们创建的函数。当然,这个函数毫无意义,不过我们可以很容易的把这个函数改编成hello world。

 

 

手动创建扩展

大部分教程都是以ext_skel扩展骨架为原型讲述扩展开发的,这种做法当然很方便快捷。但是我个人更喜欢纯手工开发扩展的方式,因为这样更容易理解其中的每一个细节。

手动创建扩展,先进入ext目录,创建我们的扩展目录myext2。有几个文件是必须的:config.m4,myext2.c和php_myext2.h。

首先,我们来编写配置文件config.m4:

PHP_ARG_ENABLE(myext2, whether to enable myext2 support,

[  --enable-myext2           Enable myext2 support])



if test "PHP_MYEXT2" != "no"; then

   PHP_NEW_EXTENSION(myext2, myext2.c, $ext_shared)

fi

config.m4其实是autoconf程序使用的配置文件,autoconf是autotools工具箱里重要的组成。完整介绍autoconf的用法是需要很长时间的,好在我们这里的用法非常简单。

PHP_ARG_ENABLE是PHP为autoconf定义的宏函数,myext2是它的第一个参数,指出了扩展的名字;后面两个参数只是在make和configure执行时用来显示的,所以我们可以随便写。[ ]在autoconf语法中的作用类似于双引号,用来包裹字符串(注意第二个参数中包含了空格,但是可以不用方括号起来)。还有第四个参数用来指明扩展默认是开启还是关闭(yes或no),默认是no。

下面三行其实就是shell语法,判断我们是否开启了PHP_MYEXT2扩展模块。如果开启了该扩展模块(--enable-myext2),则$PHP_MYEXT2变量的值不为no,因此执行PHP_NEW_EXTENSION宏。这个宏函数也是PHP为autoconf定义的扩展语法,第一个参数同样是扩展名称;第二个参数是扩展要编译的C文件,如果有多个,依次写下去就可以了(空格分隔);第三个参数固定是$ext_shared。

接下来编写php_myext2.h头文件,该文件的命名是PHP扩展的规范 — php_扩展名.h:

 1 #ifndef PHP_MYEXT2_H

 2 #define PHP_MYEXT2_H

 3 

 4 extern zend_module_entry myext2_module_entry;

 5 #define phpext_myext2_ptr &myext2_module_entry

 6 

 7 #define PHP_MYEXT2_VERSION "0.1.0"

 8 

 9 /* prototypes */

10 PHP_FUNCTION(hello);

11 

12 #endif  /* PHP_MYEXT2_H */

这里主要的代码是定义了名为phpext_myext2_ptr的宏,PHP底层通过该宏来引用我们的扩展。可以看出,该宏的命名同样是有规范的 — phpext_扩展名_ptr。而myext2_module_entry是我们稍后要在.c文件里定义的结构体,它的命名也是规范的 — 扩展名_module_entry。

此外我们还定义了一个标识我们扩展版本号的宏和一个函数原型(通过PHP_FUNCTION宏,PHP_FUNCTION宏函数的参数是外部可使用的函数名),稍后我们会来实现这个函数。

最后来看下myext2.c文件的实现:

 1 #include "php.h"

 2 #include "php_myext2.h"

 3 

 4 /* {{{ myext2_functions[]

 5  *

 6  * Every user visible function must have an entry in myext2_functions[].

 7  */

 8 static const zend_function_entry myext2_functions[] = {

 9     PHP_FE(hello,       NULL)

10     PHP_FE_END

11 };

12 /* }}} */

13 

14 /* {{{ myext2_module_entry

15  */

16 zend_module_entry myext2_module_entry = {

17     STANDARD_MODULE_HEADER,

18     "myext2",               /* module name */

19     myext2_functions,       /* module functions */

20     NULL,                   /* module initialize */

21     NULL,                   /* module shutdown */

22     NULL,                   /* request initialize */

23     NULL,                   /* request shutdown */

24     NULL,                   /* phpinfo */

25     PHP_MYEXT2_VERSION,     /* module version */

26     STANDARD_MODULE_PROPERTIES

27 };

28 /* }}} */

29 

30 #ifdef COMPILE_DL_MYEXT2

31 ZEND_GET_MODULE(myext2)

32 #endif

33 

34 /* {{{ proto void hello()

35    Print "hello world!" */

36 PHP_FUNCTION(hello)

37 {

38     php_printf("hello world!\n");

39 }

40 /* }}} */

对比下扩展骨架创建的.c文件就会发现,我们的.c文件非常的简单,其实这些对一个最基本的扩展来说就已经足够了。

上面的代码是简单而清晰的,大部分注释已经很具说明性了。我们再简要概括下:

  1. 开头包含我们要用到的头文件。php.h是必须的,它已经帮我们包含了我们会用到的绝大多数的标准库文件,比如stdio.h,stdlib.h等等。
  2. myext2_functions定义了由我们要暴露出去的函数构成的结构体数组,每一个元素通过PHP_FE宏来指定。PHP_FE宏有两个参数,第一个是外部可使用的函数名,第二个是参数信息(这里我们简单使用了NULL),最后一个元素必须是PHP_FE_END。注意它的注释,再次强调,每一个要暴露给外部使用的函数,都必须在该结构体数组中有定义。
  3. myext2_module_entry定义了我们的模块信息,它是一个结构体,大部分属性都已经通过注释给出了说明。注意中间的五个函数指针,我们都简单的置为了NULL,在后续的博文中会讲述它们的用法。
  4. ZEND_GET_MODULE(myext2)宏函数是被ifdef宏包含的,所以说它是否调用是视情况而定的。至于什么情况下会被调用,什么情况下不会被调用,在后续的博文中会讲述。
  5. 最后几行代码我们实现了hello函数,它很简单,调用php_printf输出hello world!跟一个换行符,php_printf的用法和printf完全一样。
  6. 注释里的 {{{ 和 }}} 是为了方便vim等编辑器折叠而使用的,我们推荐你也这样来写注释。

这里面涉及了一些宏,比如PHP_FE,PHP_FE_END,PHP_FUNCTION等等,完整介绍这些宏要到后续的博文中才可以,眼下最简单的办法就是记住这些宏。

注意到我们每一个文件的命名,变量的命名,空格和缩进,以及注释等都是非常规范的,遵循这些规范,可以使我们编写的代码和PHP本身的代码更加契合,我们也推荐你使用这样的规范来开发PHP扩展。

最后,编译运行我们的扩展:

$ ./buildconf --force

$ ./configure --help | grep myext2

  --enable-myext2           Enable myext2 support

$ ./configure --disable-all --enable-myext2 --enable-debug --enable-maintainer-zts

$ make



$ php-dev -m | grep myext2

myext2

$ php-dev -r 'hello();'

hello world!

 

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