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PHP7 的抽象语法树(AST)带来的变化

发布时间:2021-01-15   编辑:www.jquerycn.cn
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什么是抽象语法树?

抽象语法树(abstract syntax tree,AST)是源代码的抽象语法结构的树状表示,树上的每个节点都表示源代码中的一种结构,这所以说是抽象的,是因为抽象语法树并不会表示出真实语法出现的每一个细节,比如说,嵌套括号被隐含在树的结构中,并没有以节点的形式呈现。抽象语法树并不依赖于源语言的语法,也就是说语法分析阶段所采用的上下文无文法【文法是用于描述语言的语法结构的形式规则。任何一种语言都有它自己的文法,不管它是机器语言还是自然语言。】,因为在写文法时,经常会对文法进行等价的转换(消除左递归,回溯,二义性等),这样会给文法分析引入一些多余的成分,对后续阶段造成不利影响,甚至会使合个阶段变得混乱。因些,很多编译器经常要独立地构造语法分析树,为前端,后端建立一个清晰的接口

PHP-Parser的项目主页是https://github.com/nikic/PHP-Parser。可以对多版本的PHP进行完美解析,生成一颗抽象语法树。

新的执行过程

PHP7 的内核中有一个重要的变化是加入了 AST。在 PHP5中,从 php 脚本到 opcodes 的执行的过程是:

1.Lexing:词法扫描分析,将源文件转换成 token 流;

2.Parsing:语法分析,在此阶段生成 op arrays。

PHP7 中在语法分析阶段不再直接生成 op arrays,而是先生成 AST,所以过程多了一步:

1.Lexing:词法扫描分析,将源文件转换成 token 流;

2.Parsing:语法分析,从 token 流生成抽象语法树;

3.Compilation:从抽象语法树生成 op arrays。

执行时间和内存消耗

从以上的步骤来看,这比之前的过程还多了一步,所以按常理来说这反而会增加程序的执行时间和内存的使用。但事实上内存的使用确实增加了,但是执行时间上却有所降低。

以下结果是使用小(代码大约 100 行)、中(大约 700 行)、大(大约 2800 行)三个脚本分别进行测试得到的,测试脚本: https://gist.github.com/nikic/289b0c7538b46c2220bc.

每个文件编译 100 次的执行时间(注意文章的测试结果时间是 14 年,PHP7 还叫 PHP-NG 的时候):

2ffde0f17be08a25232c915f5ff8131.png

单次编译中的内存峰值:

6d9437f9a25a3fe4e3451c6f934bed7.png

单次编译的测试结果可能并不能代表实际使用的情况,以下是使用 PhpParser 进行完整项目测试得到的结果:

a51a66e380c96d91248e28570d531e0.png

测试表明,使用 AST 之后程序的执行时间整体上大概有 10% 到 15% 的提升,但是内存消耗也有增加,在大文件单次编译中增加明显,但是在整个项目执行过程中并不是很严重的问题。

还有注意的是以上的结果都是在没有 Opcache 的情况下,生产环境中打开 Opcache 的情况下,内存的消耗增加也不是很大的问题。

语义上的改变

如果仅仅是时间上的优化,似乎也不是使用 AST 的充足理由。其实实现 AST 并不是基于时间优化上的考虑,而是为了解决语法上的问题。下面来看一下语义上的一些变化。

yield 不需要括号

在 PHP5 的实现中,如果在一个表达式上下文(例如在一个赋值表达式的右侧)中使用 yield,你必须在 yield 申明两边使用括号:

<?php $result = yield fn();   // 不合法的 $result = (yield fn()); // 合法的

这种行为仅仅是因为 PHP5 的实现方式的限制,在 PHP7 中,括号不再是必须的了。所以下面这些写法也都是合法的:

<?php $result = yield; $result = yield $v; $result = yield $k => $v;

当然了,还得遵循 yield 的应用场景才行。

括号不影响行为

在 PHP5 中,

<?php ($foo)['bar'] = 'baz'; # PHP Parse error: Syntax error, unexpected '[' on line 1

但是在 PHP7 中,两种写法表示同样的意思。

同样,如果函数的参数被括号包裹,类型检查存在问题,在 PHP7 中这个问题也得到了解决:

<?php function func() {     return []; }  function byRef(array &$a) { }  byRef((func()));

以上代码在 PHP5 中不会告警,除非使用 byRef(func()) 的方式调用,但是在 PHP7 中,不管 func() 两边有没有括号都会产生以下错误:

PHP Strict standards:  Only variables should be passed by reference ...

list() 的变化

list 关键字的行为改变了很多。list 给变量赋值的顺序(等号左右同时的顺序)以前是从右至左,现在是从左到右:

 <?php list($array[], $array[], $array[]) = [1, 2, 3]; var_dump($array); // PHP5: $array = [3, 2, 1] // PHP7: $array = [1, 2, 3] # 注意这里的左右的顺序指的是等号左右同时的顺序, # list($a, $b) = [1, 2] 这种使用中 $a == 1, $b == 2 是没有疑问的。

产生上面变化的原因正是因为在 PHP5 的赋值过程中,3 会最先被填入数组,1 最后,但是现在顺序改变了。

同样的变化还有:

<?php $a = [1, 2]; list($a, $b) = $a; // PHP5: $a = 1, $b = 2 // PHP7: $a = 1, $b = null   "Undefined index 1"

这是因为在以前的赋值过程中 $b 先得到 2,然后 $a 的值才变成1,但是现在 $a 先变成了 1,不再是数组,所以 $b 就成了null。

list 现在只会访问每个偏移量一次

 <?php list(list($a, $b)) = $array; // PHP5: $b = $array[0][1]; $a = $array[0][0]; // PHP7: // 会产生一个中间变量,得到 $array[0] 的值 $_tmp = $array[0]; $a = $_tmp[0]; $b = $_tmp[1];

空的 list 成员现在是全部禁止的,以前只是在某些情况下:

 <?php list() = $a;           // 不合法 list($b, list()) = $a; // 不合法 foreach ($a as list()) // 不合法 (PHP5 中也不合法)

引用赋值的顺序

引用赋值的顺序在 PHP5 中是从右到左的,现在时从左到右:

 <?php $obj = new stdClass; $obj->a = &$obj->b; $obj->b = 1; var_dump($obj); // PHP5: object(stdClass)#1 (2) {  ["b"] => &int(1)   ["a"] => &int(1) } // PHP7: object(stdClass)#1 (2) {  ["a"] => &int(1)   ["b"] => &int(1) }

__clone 方法可以直接调用

现在可以直接使用 $obj->__clone() 的写法去调用 __clone 方法。 __clone 是之前唯一一个被禁止直接调用的魔术方法,之前你会得到一个这样的错误:

Fatal error:Cannot call __clone() method on objects -use 'clone $obj' instead in...

变量语法一致性

AST 也解决了一些语法一致性的问题,这些问题是在另外一个 RFC 中被提出的:https://wiki.php.net/rfc/uniform_variable_syntax.

在新的实现上,以前的一些语法表达的含义和现在有些不同,具体的可以参照下面的表格:

ef06c90d0c156dc94ae7e6ae37c3714.png

整体上还是以前的顺序是从右到左,现在从左到右,同时也遵循括号不影响行为的原则。这些复杂的变量写法是在实际开发中需要注意的。

相关推荐:《PHP教程》

以上就是PHP7 的抽象语法树(AST)带来的变化的详细内容,更多请关注jquery中文网其它相关文章!

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