php課程 1-3 web專案中php、html、js程式碼的執行順序是怎樣的(詳解)
一、總結
一句話總結:b/s結構 總是先執行伺服器端的先。js是客戶端指令碼 ,是最後執行的。所以肯定是php先執行。
二、PHP程式碼和JS程式碼誰先執行
客戶端傳送請求到伺服器,伺服器找到請求的檔案(在伺服器上),判斷請求的檔案型別。如果遇到php的程式碼型別 就把程式碼傳送給php讓php先翻譯成html,再由伺服器把html傳送到瀏覽器上。瀏覽器開始解釋html,遇到javascript再解釋javascript。最後完成整個流程。
記住一句話 b/s結構 總是先執行伺服器端的先。js是客戶端指令碼 ,是最後執行的。所以肯定是php先執行
三、php在web伺服器中的工作原理
1.web工作原理
我是學習PHP網站建設的,那麼網站在客戶端和服務端的執行是網站執行的根本所在,那個這個執行過程是怎樣的呢?我們一探就將!
Web:終端
伺服器web:我們把提供(響應)服務的計算機稱作伺服器(Server),也叫伺服器端。
客戶web:接受(請求)服務的計算機稱作客戶機(Client),也叫客戶端。
2.PHP程式工作的具體過程
我是學的php,那麼php的執行原理就是Apache、PHP、瀏覽器之間的協作過程:
①當使用者在瀏覽器地址中輸入要訪問的PHP頁面檔名,然後回車就會觸發這個PHP請求,並將請求傳送化支援PHP的WEB伺服器(apache)。
②WEB伺服器(apache)接受這個請求,並根據其字尾進行判斷如果是一個PHP請求,WEB伺服器(apache)從硬碟或記憶體中取出使用者要訪問的PHP應用程式,並將其傳送給PHP引擎程式。
③PHP引擎程式將會對WEB伺服器(apache)傳送過來的檔案從頭到尾進行掃描並根據命令從後臺讀取,處理資料,並動態地生成相應的HTML頁面。
④PHP引擎將生成HTML頁面返回給WEB伺服器(apache)。WEB伺服器(apache)再將HTML頁面返回給客戶端瀏覽器,最後一個完整的頁面基於通過瀏覽器展現在我們眼前。
2.1 apache
在上述過程中apache起著舉足輕重的作用,那麼何為apache?
apache就是一個網路伺服器,這個伺服器偵聽一個TCP埠,一般是80,對埠收到的命令進行解釋,然後提交一些結果。apache解釋的最主要的命令就是GET和POST,一般對應客戶端在瀏覽器輸入地址、瀏覽器裡面點選連結和提交一個表單。apache對GET和POST命令進行解釋的時候,如果GET和POST的物件是一個HTML、CSS、JS、RAR、TXT等一般檔案,就直接把檔案的內容發回客戶端;如果物件是一個PHP檔案,APACHE就啟用PHP.EXE程式(UNIX上名稱不一樣,而且安裝為模組的細節又有不同,這裡只是舉例),把檔案、呼叫的引數傳遞給PHP.EXE,然後把PHP.EXE執行的結果反饋給客戶端。
Apache HTTP Server(簡稱Apache)是Apache軟體基金會的一個開放原始碼的網頁伺服器,可以在大多數計算機作業系統中執行,由於其多平臺和安全性被廣泛使用,是最流行的Web伺服器端軟體之一。它快速、可靠並且可通過簡單的API擴充套件,將Perl/Python等直譯器編譯到伺服器中。
Apache HTTP伺服器是一個模組化的伺服器,源於NCSAhttpd伺服器,經過多次修改,成為世界使用排名第一的Web伺服器軟體。
Apache源於NCSAhttpd伺服器,經過多次修改,成為世界上最流行的Web伺服器軟體之一。Apache取自“a patchy server”的讀音,意思是充滿補丁的伺服器,因為它是自由軟體,所以不斷有人來為它開發新的功能、新的特性、修改原來的缺陷。Apache的特點是簡單、速度快、效能穩定,並可做代理伺服器來使用。
2.2 支援PHP的主流伺服器有哪些?
那麼除了apache以外,還有哪些伺服器支援php?
PHP的相容性非常好,幾乎所有的Web伺服器都支援PHP的,主流可以跑php的伺服器有 apache nginx iis。
2.3 超文字
php:(Hypertext Preprocessor)又叫超文字前處理器。
那麼何為超文字?
超文字是用超連結的方法,將各種不同空間的文字資訊組織在一起的網狀文字。超文字更是一種使用者介面正規化,用以顯示文字及與文字之間相關的內容。現時超文字普遍以電子文件方式存在,其中的文字包含有可以鏈結到其他位置或者文件的連結,允許從當前閱讀位置直接切換到超文字連結所指向的位置。
那麼目前我們現在最常使用的超文字標記語言,就是HTML。
三、PHP 底層的執行機制與原理
PHP說簡單,但是要精通也不是一件簡單的事。我們除了會使用之外,還得知道它底層的工作原理。
PHP是一種適用於web開發的動態語言。具體點說,就是一個用C語言實現包含大量元件的軟體框架。更狹義點看,可以把它認為是一個強大的UI框架。
瞭解PHP底層實現的目的是什麼?動態語言要像用好首先得了解它,記憶體管理、框架模型值得我們借鑑,通過擴充套件開發實現更多更強大的功能,優化我們程式的效能。
1. PHP的設計理念及特點
- 多程式模型:由於PHP是多程式模型,不同請求間互不干涉,這樣保證了一個請求掛掉不會對全盤服務造成影響,當然,隨著時代發展,PHP也早已支援多執行緒模型。
- 弱型別語言:和C/C++、Java、C#等語言不同,PHP是一門弱型別語言。一個變數的型別並不是一開始就確定不變,執行中才會確定並可能發生隱式或顯式的型別轉換,這種機制的靈活性在web開發中非常方便、高效,具體會在後面PHP變數中詳述。
- 引擎(Zend)+元件(ext)的模式降低內部耦合。
- 中間層(sapi)隔絕web server和PHP。
- 語法簡單靈活,沒有太多規範。缺點導致風格混雜,但再差的程式設計師也不會寫出太離譜危害全域性的程式。
2. PHP的四層體系
PHP的核心架構如下圖:
從圖上可以看出,PHP從下到上是一個4層體系:
- Zend引擎:Zend整體用純C實現,是PHP的核心部分,它將PHP程式碼翻譯(詞法、語法解析等一系列編譯過程)為可執行opcode的處理並實現相應的處理方法、實現了基本的資料結構(如hashtable、oo)、記憶體分配及管理、提供了相應的api方法供外部呼叫,是一切的核心,所有的外圍功能均圍繞Zend實現。
- Extensions:圍繞著Zend引擎,extensions通過元件式的方式提供各種基礎服務,我們常見的各種內建函式(如array系列)、標準庫等都是通過extension來實現,使用者也可以根據需要實現自己的extension以達到功能擴充套件、效能優化等目的(如貼吧正在使用的PHP中間層、富文字解析就是extension的典型應用)。
- Sapi:Sapi全稱是Server Application Programming Interface,也就是服務端應用程式設計介面,Sapi通過一系列鉤子函式,使得PHP可以和外圍互動資料,這是PHP非常優雅和成功的一個設計,通過sapi成功的將PHP本身和上層應用解耦隔離,PHP可以不再考慮如何針對不同應用進行相容,而應用本身也可以針對自己的特點實現不同的處理方式。
- 上層應用:這就是我們平時編寫的PHP程式,通過不同的sapi方式得到各種各樣的應用模式,如通過webserver實現web應用、在命令列下以指令碼方式執行等等。
如果PHP是一輛車,那麼車的框架就是PHP本身,Zend是車的引擎(發動機),Ext下面的各種元件就是車的輪子,Sapi可以看做是公路,車可以跑在不同型別的公路上,而一次PHP程式的執行就是汽車跑在公路上。因此,我們需要:效能優異的引擎+合適的車輪+正確的跑道。
3. Sapi
如前所述,Sapi通過通過一系列的介面,使得外部應用可以和PHP交換資料並可以根據不同應用特點實現特定的處理方法,我們常見的一些sapi有:
- apache2handler:這是以apache作為webserver,採用mod_PHP模式執行時候的處理方式,也是現在應用最廣泛的一種。
- cgi:這是webserver和PHP直接的另一種互動方式,也就是大名鼎鼎的fastcgi協議,在最近今年fastcgi+PHP得到越來越多的應用,也是非同步webserver所唯一支援的方式。
- cli:命令列呼叫的應用模式
4. PHP的執行流程&opcode
我們先來看看PHP程式碼的執行所經過的流程。
從圖上可以看到,PHP實現了一個典型的動態語言執行過程:拿到一段程式碼後,經過詞法解析、語法解析等階段後,源程式會被翻譯成一個個指令(opcodes),然後ZEND虛擬機器順次執行這些指令完成操作。PHP本身是用C實現的,因此最終呼叫的也都是C的函式,實際上,我們可以把PHP看做是一個C開發的軟體。
PHP的執行的核心是翻譯出來的一條一條指令,也即opcode。
Opcode是PHP程式執行的最基本單位。一個opcode由兩個引數(op1,op2)、返回值和處理函式組成。PHP程式最終被翻譯為一組opcode處理函式的順序執行。
常見的幾個處理函式:
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ZEND_ASSIGN_SPEC_CV_CV_HANDLER : 變數分配 ($a=$b)
ZEND_DO_FCALL_BY_NAME_SPEC_HANDLER:函式呼叫
ZEND_CONCAT_SPEC_CV_CV_HANDLER:字串拼接 $a.$b
ZEND_ADD_SPEC_CV_CONST_HANDLER: 加法運算 $a+2
ZEND_IS_EQUAL_SPEC_CV_CONST:判斷相等 $a==1
ZEND_IS_IDENTICAL_SPEC_CV_CONST:判斷相等 $a===1
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5. HashTable — 核心資料結構
HashTable是zend的核心資料結構,在PHP裡面幾乎並用來實現所有常見功能,我們知道的PHP陣列即是其典型應用,此外,在zend內部,如函式符號表、全域性變數等也都是基於hash table來實現。
PHP的hash table具有如下特點:
- 支援典型的key->value查詢
- 可以當做陣列使用
- 新增、刪除節點是O(1)複雜度
- key支援混合型別:同時存在關聯陣列合索引陣列
- Value支援混合型別:array (“string”,2332)
- 支援線性遍歷:如foreach
Zend hash table實現了典型的hash表雜湊結構,同時通過附加一個雙向連結串列,提供了正向、反向遍歷陣列的功能。其結構如下圖:
可以看到,在hash table中既有key->value形式的雜湊結構,也有雙向連結串列模式,使得它能夠非常方便的支援快速查詢和線性遍歷。
- 雜湊結構:Zend的雜湊結構是典型的hash表模型,通過連結串列的方式來解決衝突。需要注意的是zend的hash table是一個自增長的資料結構,當hash表數目滿了之後,其本身會動態以2倍的方式擴容並重新元素位置。初始大小均為8。另外,在進行key->value快速查詢時候,zend本身還做了一些優化,通過空間換時間的方式加快速度。比如在每個元素中都會用一個變數nKeyLength標識key的長度以作快速判定。
- 雙向連結串列:Zend hash table通過一個連結串列結構,實現了元素的線性遍歷。理論上,做遍歷使用單向連結串列就夠了,之所以使用雙向連結串列,主要目的是為了快速刪除,避免遍歷。Zend hash table是一種複合型的結構,作為陣列使用時,即支援常見的關聯陣列也能夠作為順序索引數字來使用,甚至允許2者的混合。
- PHP關聯陣列:關聯陣列是典型的hash_table應用。一次查詢過程經過如下幾步(從程式碼可以看出,這是一個常見的hash查詢過程並增加一些快速判定加速查詢。):
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getKeyHashValue h;
index = n & nTableMask;
Bucket *p = arBucket[index];
while (p) {
if ((p->h == h) & (p->nKeyLength == nKeyLength)) {
RETURN p->data;
}
p=p->next;
}
RETURN FALTURE;
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- PHP索引陣列:索引陣列就是我們常見的陣列,通過下標訪問。例如 $arr[0],Zend HashTable內部進行了歸一化處理,對於index型別key同樣分配了hash值和nKeyLength(為0)。內部成員變數nNextFreeElement就是當前分配到的最大id,每次push後自動加一。正是這種歸一化處理,PHP才能夠實現關聯和非關聯的混合。由於push操作的特殊性,索引key在PHP陣列中先後順序並不是通過下標大小來決定,而是由push的先後決定。例如 $arr[1] = 2; $arr[2] = 3;對於double型別的key,Zend HashTable會將他當做索引key處理
6. PHP變數
PHP是一門弱型別語言,本身不嚴格區分變數的型別。PHP在變數申明的時候不需要指定型別。PHP在程式執行期間可能進行變數型別的隱示轉換。和其他強型別語言一樣,程式中也可以進行顯示的型別轉換。PHP變數可以分為簡單型別(int、string、bool)、集合型別(array resource object)和常量(const)。以上所有的變數在底層都是同一種結構 zval。
Zval是zend中另一個非常重要的資料結構,用來標識並實現PHP變數,其資料結構如下:
Zval主要由三部分組成:
- type:指定了變數所述的型別(整數、字串、陣列等)
- refcount&is_ref:用來實現引用計數(後面具體介紹)
- value:核心部分,儲存了變數的實際資料
Zvalue是用來儲存一個變數的實際資料。因為要儲存多種型別,所以zvalue是一個union,也由此實現了弱型別。
PHP變數型別和其實際儲存對應關係如下:
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IS_LONG -> lvalue
IS_DOUBLE -> dvalue
IS_ARRAY -> ht
IS_STRING -> str
IS_RESOURCE -> lvalue
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引用計數在記憶體回收、字串操作等地方使用非常廣泛。PHP中的變數就是引用計數的典型應用。Zval的引用計數通過成員變數is_ref和ref_count實現,通過引用計數,多個變數可以共享同一份資料。避免頻繁拷貝帶來的大量消耗。
在進行賦值操作時,zend將變數指向相同的zval同時ref_count++,在unset操作時,對應的ref_count-1。只有ref_count減為0時才會真正執行銷燬操作。如果是引用賦值,則zend會修改is_ref為1。
PHP變數通過引用計數實現變數共享資料,那如果改變其中一個變數值呢?當試圖寫入一個變數時,Zend若發現該變數指向的zval被多個變數共享,則為其複製一份ref_count為1的zval,並遞減原zval的refcount,這個過程稱為“zval分離”。可見,只有在有寫操作發生時zend才進行拷貝操作,因此也叫copy-on-write(寫時拷貝)
對於引用型變數,其要求和非引用型相反,引用賦值的變數間必須是捆綁的,修改一個變數就修改了所有捆綁變數。
整數、浮點數是PHP中的基礎型別之一,也是一個簡單型變數。對於整數和浮點數,在zvalue中直接儲存對應的值。其型別分別是long和double。
從zvalue結構中可以看出,對於整數型別,和c等強型別語言不同,PHP是不區分int、unsigned int、long、long long等型別的,對它來說,整數只有一種型別也就是long。由此,可以看出,在PHP裡面,整數的取值範圍是由編譯器位數來決定而不是固定不變的。
對於浮點數,類似整數,它也不區分float和double而是統一隻有double一種型別。
在PHP中,如果整數範圍越界了怎麼辦?這種情況下會自動轉換為double型別,這個一定要小心,很多trick都是由此產生。
和整數一樣,字元變數也是PHP中的基礎型別和簡單型變數。通過zvalue結構可以看出,在PHP中,字串是由由指向實際資料的指標和長度結構體組成,這點和c++中的string比較類似。由於通過一個實際變數表示長度,和c不同,它的字串可以是2進位制資料(包含),同時在PHP中,求字串長度strlen是O(1)操作。
在新增、修改、追加字串操作時,PHP都會重新分配記憶體生成新的字串。最後,出於安全考慮,PHP在生成一個字串時末尾仍然會新增
常見的字串拼接方式及速度比較:
假設有如下4個變數:$strA=‘123’; $strB = ‘456’; $intA=123; intB=456;
現在對如下的幾種字串拼接方式做一個比較和說明:
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$res = $strA.$strB和$res = “$strA$strB”
這種情況下,zend會重新malloc一塊記憶體並進行相應處理,其速度一般
$strA = $strA.$strB
這種是速度最快的,zend會在當前strA基礎上直接relloc,避免重複拷貝
$res = $intA.$intB
這種速度較慢,因為需要做隱式的格式轉換,實際編寫程式中也應該注意儘量避免
$strA = sprintf (“%s%s”,$strA.$strB);
這會是最慢的一種方式,因為sprintf在PHP中並不是一個語言結構,本身對於格式識別和處理就需要耗費比較多時間,另外本身機制也是malloc。不過sprintf的方式最具可讀性,實際中可以根據具體情況靈活選擇。
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PHP的陣列通過Zend HashTable來天然實現。
foreach操作如何實現?對一個陣列的foreach就是通過遍歷hashtable中的雙向連結串列完成。對於索引陣列,通過foreach遍歷效率比for高很多,省去了key->value的查詢。count操作直接呼叫HashTable->NumOfElements,O(1)操作。對於’123’這樣的字串,zend會轉換為其整數形式。$arr[‘123’]和$arr[123]是等價的
資源型別變數是PHP中最複雜的一種變數,也是一種複合型結構。
PHP的zval可以表示廣泛的資料型別,但是對於自定義的資料型別卻很難充分描述。由於沒有有效的方式描繪這些複合結構,因此也沒有辦法對它們使用傳統的操作符。要解決這個問題,只需要通過一個本質上任意的識別符號(label)引用指標,這種方式被稱為資源。
在zval中,對於resource,lval作為指標來使用,直接指向資源所在的地址。Resource可以是任意的複合結構,我們熟悉的mysqli、fsock、memcached等都是資源。
如何使用資源:
- 註冊:對於一個自定義的資料型別,要想將它作為資源。首先需要進行註冊,zend會為它分配全域性唯一標示。
- 獲取一個資源變數:對於資源,zend維護了一個id->實際資料的hash_tale。對於一個resource,在zval中只記錄了它的id。fetch的時候通過id在hash_table中找到具體的值返回。
- 資源銷燬:資源的資料型別是多種多樣的。Zend本身沒有辦法銷燬它。因此需要使用者在註冊資源的時候提供銷燬函式。當unset資源時,zend呼叫相應的函式完成析構。同時從全域性資源表中刪除它。
資源可以長期駐留,不只是在所有引用它的變數超出作用域之後,甚至是在一個請求結束了並且新的請求產生之後。這些資源稱為持久資源,因為它們貫通SAPI的整個生命週期持續存在,除非特意銷燬。很多情況下,持久化資源可以在一定程度上提高效能。比如我們常見的mysql_pconnect ,持久化資源通過pemalloc分配記憶體,這樣在請求結束的時候不會釋放。
對zend來說,對兩者本身並不區分。
PHP中的區域性變數和全域性變數是如何實現的?對於一個請求,任意時刻PHP都可以看到兩個符號表(symbol_table和active_symbol_table),其中前者用來維護全域性變數。後者是一個指標,指向當前活動的變數符號表,當程式進入到某個函式中時,zend就會為它分配一個符號表x同時將active_symbol_table指向a。通過這樣的方式實現全域性、區域性變數的區分。
獲取變數值:PHP的符號表是通過hash_table實現的,對於每個變數都分配唯一標識,獲取的時候根據標識從表中找到相應zval返回。
函式中使用全域性變數:在函式中,我們可以通過顯式申明global來使用全域性變數。在active_symbol_table中建立symbol_table中同名變數的引用,如果symbol_table中沒有同名變數則會先建立。