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本文内容大部分翻译自Getting into the Zend Execution engine (PHP 5)，并做了一些调整，原文基于PHP 5，本文基于PHP 7。
PHP : 一门解释型语言PHP被称为脚本语言或解释型语言。为何？ PHP语言没有被直接编译为机器指令，而是编译为一种中间代码的形式，很显然它无法直接在CPU上执行。 所以PHP的执行需要在进程级虚拟机上（见Virtual machine中的Process virtual machines，下文简称虚拟机）。
PHP语言，包括其他的解释型语言，其实是一个跨平台的被设计用来执行抽象指令的程序。PHP主要用于解决WEB开发相关的问题。
诸如Java, Python, C#, Ruby, Pascal, Lua, Perl, Javascript等编程语言所编写的程序，都需要在虚拟机上执行。虚拟机可以通过JIT编译技术将一部分虚拟机指令编译为机器指令以提高性能。鸟哥已经在进行PHP加入JIT支持的开发了。
推荐教程：《PHP教程》
使用解释型语言的优点：
代码编写简单，能够快速开发
自动的内存管理
抽象的数据类型，程序可移植性高
缺点：
无法直接地进行内存管理和使用进程资源
比编译为机器指令的语言速度慢：通常需要更多的CPU周期来完成相同的任务（JIT试图缩小差距，但永远不能完全消除）
抽象了太多东西，以至于当程序出问题时，许多程序员难以解释其根本原因
最后一条缺点是作者之所以写这篇文章的原因，作者觉得程序员应该去了解一些底层的东西。
作者希望能够通过这篇文章向读者讲明白PHP是如何运行的。本文所提到的关于PHP虚拟机的知识同样可以应用于其他解释型语言。通常，不同虚拟机实现上的最大不同点在于：是否使用JIT、并行的虚拟机指令（一般使用多线程实现，PHP没有使用这一技术）、内存管理/垃圾回收算法。
Zend虚拟机分为两大部分：
编译：将PHP代码转换为虚拟机指令（OPCode）
执行：执行生成的虚拟机指令
本文不会涉及到编译部分，主要关注Zend虚拟机的执行引擎。PHP7版本的执行引擎做了一部分重构，使得PHP代码的执行堆栈更加简单清晰，性能也得到了一些提升。
本文以PHP 7.0.7为示例。
OPCode
维基百科对于OPCode的解释：
Opcodes can also be found in so-called byte codes and other representations intended for a software interpreter rather than a hardware device. These software based instruction sets often employ slightly higher-level data types and operations than most hardware counterparts, but are nevertheless constructed along similar lines.
OPCode与ByteCode在概念上是不同的。
我的个人理解：OPCode作为一条指令，表明要怎么做，而ByteCode由一序列的OPCode/数据组成，表明要做什么。以一个加法为例子，OPCode是告诉执行引擎将参数1和参数2相加，而ByteCode则告诉执行引擎将45和56相加。
参考：Difference between Opcode and Bytecode和Difference between: Opcode, byte code, mnemonics, machine code and assembly
在PHP中，Zend/zend_vm_opcodes.h源码文件列出了所有支持的OPCode。通常，每个OPCode的名字都描述了其含义，比如：
ZEND_ADD：对两个操作数执行加法操作
ZEND_NEW：创建一个对象
ZEND_FETCH_DIM_R：读取操作数中某个维度的值，比如执行echo $foo[0]语句时，需要获取$foo数组索引为0的值
OPCode以zend_op结构体表示：
struct _zend_op { const void *handler; /* 执行该OPCode的C函数 */ znode_op op1; /* 操作数1 */ znode_op op2; /* 操作数2 */ znode_op result; /* 结果 */ uint32_t extended_value; /* 额外的信息 */ uint32_t lineno; /* 该OPCode对应PHP源码所在的行 */ zend_uchar opcode; /* OPCode对应的数值 */ zend_uchar op1_type; /* 操作数1类型 */ zend_uchar op2_type; /* 操作数2类型 */ zend_uchar result_type; /* 结果类型 */};登录后复制每一条OPcode都以相同的方式执行：OPCode有其对应的C函数，执行该C函数时，可能会用到0、1或2个操作数（op1，op2），最后将结果存储在result中，可能还会有一些额外的信息存储在extended_value。
看下ZEND_ADD的OPCode长什么样子，在Zend/zend_vm_def.h源码文件中：
ZEND_VM_HANDLER(1, ZEND_ADD, CONST|TMPVAR|CV, CONST|TMPVAR|CV) { USE_OPLINE zend_free_op free_op1, free_op2; zval *op1, *op2, *result; op1 = GET_OP1_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); op2 = GET_OP2_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_LONG)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); fast_long_add_function(result, op1, op2); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, ((double)Z_LVAL_P(op1)) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_DOUBLE)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + ((double)Z_LVAL_P(op2))); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } SAVE_OPLINE(); if (OP1_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_UNDEF)) { op1 = GET_OP1_UNDEF_CV(op1, BP_VAR_R); } if (OP2_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_UNDEF)) { op2 = GET_OP2_UNDEF_CV(op2, BP_VAR_R); } add_function(EX_VAR(opline->result.var), op1, op2); FREE_OP1(); FREE_OP2(); ZEND_VM_NEXT_OPCODE_CHECK_EXCEPTION();}登录后复制可以看出这其实不是一个合法的C代码，可以把它看成代码模板。稍微解读下这个代码模板：1 就是在Zend/zend_vm_opcodes.h中define定义的ZEND_ADD的值；ZEND_ADD接收两个操作数，如果两个操作数都为IS_LONG类型，那么就调用fast_long_add_function（该函数内部使用汇编实现加法操作）；如果两个操作数，都为IS_DOUBLE类型或者1个是IS_DOUBLE类型，另1个是IS_LONG类型，那么就直接执行double的加法操作；如果存在1个操作数不是IS_LONG或IS_DOUBLE类型，那么就调用add_function（比如两个数组做加法操作）；最后检查是否有异常接着执行下一条OPCode。
在Zend/zend_vm_def.h源码文件中的内容其实是OPCode的代码模板，在该源文件的开头处可以看到这样一段注释：
/* If you change this file, please regenerate the zend_vm_execute.h and * zend_vm_opcodes.h files by running: * php zend_vm_gen.php */登录后复制
说明zend_vm_execute.h和zend_vm_opcodes.h，实际上包括zend_vm_opcodes.c中的C代码正是从Zend/zend_vm_def.h的代码模板生成的。
操作数类型每个OPCode最多使用两个操作数：op1和op2。每个操作数代表着OPCode的“形参”。例如ZEND_ASSIGN OPCode将op2的值赋值给op1代表的PHP变量，而其result则没有使用到。
操作数的类型（与PHP变量的类型不同）决定了其含义以及使用方式：
IS_CV：Compiled Variable，说明该操作数是一个PHP变量
IS_TMP_VAR ：虚拟机使用的临时内部PHP变量，不能够在不同OPCode中复用（复用的这一点我并不清楚，还没去研究过）
IS_VAR：虚拟机使用的内部PHP变量，能够在不同OPCode中复用（复用的这一点我并不清楚，还没去研究过）
IS_CONST：代表一个常量值
IS_UNUSED：该操作数没有任何意义，忽略该操作数
操作数的类型对性能优化和内存管理很重要。当一个OPCode的Handler需要读写操作数时，会根据操作数的类型通过不同的方式读写。
以加法例子，说明操作数类型：
$a + $b; // IS_CV + IS_CV1 + $a; // IS_CONST + IS_CV$$b + 3 // IS_VAR + IS_CONST!$a + 3; // IS_TMP_VAR + IS_CONST登录后复制OPCode Handler
我们已经知道每个OPCode Handler最多接收2个操作数，并且会根据操作数的类型读写操作数的值。如果在Handler中，通过switch判断类型，然后再读写操作数的值，那么对性能会有很大损耗，因为存在太多的分支判断了（Why is it good to avoid instruction branching where possible?），如下面的伪代码所示：
int ZEND_ADD(zend_op *op1, zend_op *op2){ void *op1_value; void *op2_value; switch (op1->type) { case IS_CV: op1_value = read_op_as_a_cv(op1); break; case IS_VAR: op1_value = read_op_as_a_var(op1); break; case IS_CONST: op1_value = read_op_as_a_const(op1); break; case IS_TMP_VAR: op1_value = read_op_as_a_tmp(op1); break; case IS_UNUSED: op1_value = NULL; break; } /* ... same thing to do for op2 .../ /* do something with op1_value and op2_value (perform a math addition ?) */}登录后复制要知道OPCode Handler在PHP执行过程中是会被调用成千上万次的，所以在Handler中对op1、op2做类型判断，对性能并不好。
重新看下ZEND_ADD的代码模板：
ZEND_VM_HANDLER(1, ZEND_ADD, CONST|TMPVAR|CV, CONST|TMPVAR|CV)登录后复制
这说明ZEND_ADD接收op1和op2为CONST或TMPVAR或CV类型的操作数。
前面已经提到zend_vm_execute.h和zend_vm_opcodes.h中的C代码是从Zend/zend_vm_def.h的代码模板生成的。通过查看zend_vm_execute.h，可以看到每个OPCode对应的Handler（C函数），大部分OPCode会对应多个Handler。以ZEND_ADD为例：
static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_CONST_CONST_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_CONST_CV_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_CONST_TMPVAR_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_CV_CONST_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_CV_CV_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_CV_TMPVAR_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_TMPVAR_CONST_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_TMPVAR_CV_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_TMPVAR_TMPVAR_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)登录后复制
ZEND_ADD的op1和op2的类型都有3种，所以一共生成了9个Handler，每个Handler的命名规范：ZEND_{OPCODE-NAME}_SPEC_{OP1-TYPE}_{OP2-TYPE}_HANDLER()。在编译阶段，操作数的类型是已知的，也就确定了每个编译出来的OPCode对应的Handler了。
那么这些Handler之间有什么不同呢？最大的不同应该就是获取操作数的方式：
static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_CONST_CONST_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS){ USE_OPLINE zval *op1, *op2, *result; op1 = EX_CONSTANT(opline->op1); op2 = EX_CONSTANT(opline->op2); if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_LONG)) { /* 省略 */ } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_DOUBLE)) { /* 省略 */ } SAVE_OPLINE(); if (IS_CONST == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_UNDEF)) { //<-------- 这部分代码会被编译器优化掉 op1 = GET_OP1_UNDEF_CV(op1, BP_VAR_R); } if (IS_CONST == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_UNDEF)) { //<-------- 这部分代码会被编译器优化掉 op2 = GET_OP2_UNDEF_CV(op2, BP_VAR_R); } add_function(EX_VAR(opline->result.var), op1, op2); ZEND_VM_NEXT_OPCODE_CHECK_EXCEPTION();}static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ADD_SPEC_CONST_CV_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS){ USE_OPLINE zval *op1, *op2, *result; op1 = EX_CONSTANT(opline->op1); op2 = _get_zval_ptr_cv_undef(execute_data, opline->op2.var); //<-------- op2的获取方式与上面的CONST不同 if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_LONG)) { /* 省略 */ } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_DOUBLE)) { /* 省略 */ } SAVE_OPLINE(); if (IS_CONST == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_UNDEF)) { //<-------- 这部分代码会被编译器优化掉 op1 = GET_OP1_UNDEF_CV(op1, BP_VAR_R); } if (IS_CV == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_UNDEF)) { //<-------- IS_CV == IS_CV && 也会被编译器优化掉 op2 = GET_OP2_UNDEF_CV(op2, BP_VAR_R); } add_function(EX_VAR(opline->result.var), op1, op2); ZEND_VM_NEXT_OPCODE_CHECK_EXCEPTION();}登录后复制OPArrayOPArray是指一个包含许多要被顺序执行的OPCode的数组，如下图：
OPArray由结构体_zend_op_array表示：
struct _zend_op_array { /* Common elements */ /* 省略 */ /* END of common elements */ /* 省略 */ zend_op *opcodes; //<------ 存储着OPCode的数组 /* 省略 */};登录后复制在PHP中，每个PHP用户函数或者PHP脚本、传递给eval()的参数，会被编译为一个OPArray。
OPArray中包含了许多静态的信息，能够帮助执行引擎更高效地执行PHP代码。部分重要的信息如下：
当前脚本的文件名，OPArray对应的PHP代码在脚本中起始和终止的行号
/**的代码注释信息
refcount引用计数，OPArray是可共享的
try-catch-finally的跳转信息
break-continue的跳转信息
当前作用域所有PHP变量的名称
函数中用到的静态变量
literals（字面量），编译阶段已知的值，例如字符串“foo”，或者整数42
运行时缓存槽，引擎会缓存一些后续执行需要用到的东西
一个简单的例子：
$a = 8;$b = 'foo';echo $a + $b;登录后复制
OPArray中的部分成员其内容如下：
OPArray包含的信息越多，即在编译期间尽量的将已知的信息计算好存储到OPArray中，执行引擎就能够更高效地执行。我们可以看到每个字面量都已经被编译为zval并存储到literals数组中（你可能发现这里多了一个整型值1，其实这是用于ZEND_RETURN OPCode的，PHP文件的OPArray默认会返回1，但函数的OPArray默认返回null）。OPArray所使用到的PHP变量的名字信息也被编译为zend_string存储到vars数组中，编译后的OPCode则存储到opcodes数组中。
OPCode的执行OPCode的执行是通过一个while循环去做的：
ZEND_VM_HANDLER(1, ZEND_ADD, CONST|TMPVAR|CV, CONST|TMPVAR|CV) { USE_OPLINE zend_free_op free_op1, free_op2; zval *op1, *op2, *result; op1 = GET_OP1_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); op2 = GET_OP2_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_LONG)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); fast_long_add_function(result, op1, op2); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, ((double)Z_LVAL_P(op1)) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_DOUBLE)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + ((double)Z_LVAL_P(op2))); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } SAVE_OPLINE(); if (OP1_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_UNDEF)) { op1 = GET_OP1_UNDEF_CV(op1, BP_VAR_R); } if (OP2_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_UNDEF)) { op2 = GET_OP2_UNDEF_CV(op2, BP_VAR_R); } add_function(EX_VAR(opline->result.var), op1, op2); FREE_OP1(); FREE_OP2(); ZEND_VM_NEXT_OPCODE_CHECK_EXCEPTION();}0登录后复制那么是如何切换到下一个OPCode去执行的呢？每个OPCode的Handler中都会调用到一个宏：
ZEND_VM_HANDLER(1, ZEND_ADD, CONST|TMPVAR|CV, CONST|TMPVAR|CV) { USE_OPLINE zend_free_op free_op1, free_op2; zval *op1, *op2, *result; op1 = GET_OP1_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); op2 = GET_OP2_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_LONG)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); fast_long_add_function(result, op1, op2); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, ((double)Z_LVAL_P(op1)) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_DOUBLE)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + ((double)Z_LVAL_P(op2))); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } SAVE_OPLINE(); if (OP1_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_UNDEF)) { op1 = GET_OP1_UNDEF_CV(op1, BP_VAR_R); } if (OP2_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_UNDEF)) { op2 = GET_OP2_UNDEF_CV(op2, BP_VAR_R); } add_function(EX_VAR(opline->result.var), op1, op2); FREE_OP1(); FREE_OP2(); ZEND_VM_NEXT_OPCODE_CHECK_EXCEPTION();}1登录后复制该宏会把当前的opline+skip（skip通常是1），将opline指向下一条OPCode。opline是一个全局变量，指向当前执行的OPCode。
额外的一些东西编译器优化
在Zend/zend_vm_execute.h中，会看到如下奇怪的代码：
ZEND_VM_HANDLER(1, ZEND_ADD, CONST|TMPVAR|CV, CONST|TMPVAR|CV) { USE_OPLINE zend_free_op free_op1, free_op2; zval *op1, *op2, *result; op1 = GET_OP1_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); op2 = GET_OP2_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_LONG)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); fast_long_add_function(result, op1, op2); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, ((double)Z_LVAL_P(op1)) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_DOUBLE)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + ((double)Z_LVAL_P(op2))); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } SAVE_OPLINE(); if (OP1_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_UNDEF)) { op1 = GET_OP1_UNDEF_CV(op1, BP_VAR_R); } if (OP2_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_UNDEF)) { op2 = GET_OP2_UNDEF_CV(op2, BP_VAR_R); } add_function(EX_VAR(opline->result.var), op1, op2); FREE_OP1(); FREE_OP2(); ZEND_VM_NEXT_OPCODE_CHECK_EXCEPTION();}2登录后复制你可能会对if (IS_CONST == IS_UNUSED)和#if 0 || (IS_CONST != IS_UNUSED)感到奇怪。看下其对应的模板代码：
ZEND_VM_HANDLER(1, ZEND_ADD, CONST|TMPVAR|CV, CONST|TMPVAR|CV) { USE_OPLINE zend_free_op free_op1, free_op2; zval *op1, *op2, *result; op1 = GET_OP1_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); op2 = GET_OP2_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_LONG)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); fast_long_add_function(result, op1, op2); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, ((double)Z_LVAL_P(op1)) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_DOUBLE)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + ((double)Z_LVAL_P(op2))); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } SAVE_OPLINE(); if (OP1_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_UNDEF)) { op1 = GET_OP1_UNDEF_CV(op1, BP_VAR_R); } if (OP2_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_UNDEF)) { op2 = GET_OP2_UNDEF_CV(op2, BP_VAR_R); } add_function(EX_VAR(opline->result.var), op1, op2); FREE_OP1(); FREE_OP2(); ZEND_VM_NEXT_OPCODE_CHECK_EXCEPTION();}3登录后复制PHP zend_vm_gen.php在生成zend_vm_execute.h时，会把OP1_TYPE替换为op1的类型，从而生成这样子的代码：if (IS_CONST == IS_UNUSED)，但C编译器会把这些代码优化掉。
zend_vm_gen.php支持传入参数--without-specializer，当使用该参数时，每个OPCode只会生成一个与之对应的Handler，该Handler中会对操作数做类型判断，然后再对操作数进行读写。
另一个参数是--with-vm-kind=CALL|SWITCH|GOTO，CALL是默认参数。
前面已提到执行引擎是通过一个while循环执行OPCode，每个OPCode中将opline增加1（通常情况下），然后回到while循环中，继续执行下一个OPCode，直到遇到ZEND_RETURN。
如果使用GOTO执行策略：
ZEND_VM_HANDLER(1, ZEND_ADD, CONST|TMPVAR|CV, CONST|TMPVAR|CV) { USE_OPLINE zend_free_op free_op1, free_op2; zval *op1, *op2, *result; op1 = GET_OP1_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); op2 = GET_OP2_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_LONG)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); fast_long_add_function(result, op1, op2); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, ((double)Z_LVAL_P(op1)) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_DOUBLE)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + ((double)Z_LVAL_P(op2))); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } SAVE_OPLINE(); if (OP1_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_UNDEF)) { op1 = GET_OP1_UNDEF_CV(op1, BP_VAR_R); } if (OP2_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_UNDEF)) { op2 = GET_OP2_UNDEF_CV(op2, BP_VAR_R); } add_function(EX_VAR(opline->result.var), op1, op2); FREE_OP1(); FREE_OP2(); ZEND_VM_NEXT_OPCODE_CHECK_EXCEPTION();}4登录后复制这里的goto并没有直接使用符号名，其实是goto一个特殊的用法：Labels as Values。
执行引擎中的跳转当PHP脚本中出现if语句时，是如何跳转到相应的OPCode然后继续执行的？看下面简单的例子：
ZEND_VM_HANDLER(1, ZEND_ADD, CONST|TMPVAR|CV, CONST|TMPVAR|CV) { USE_OPLINE zend_free_op free_op1, free_op2; zval *op1, *op2, *result; op1 = GET_OP1_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); op2 = GET_OP2_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_LONG)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); fast_long_add_function(result, op1, op2); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, ((double)Z_LVAL_P(op1)) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_DOUBLE)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + ((double)Z_LVAL_P(op2))); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } SAVE_OPLINE(); if (OP1_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_UNDEF)) { op1 = GET_OP1_UNDEF_CV(op1, BP_VAR_R); } if (OP2_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_UNDEF)) { op2 = GET_OP2_UNDEF_CV(op2, BP_VAR_R); } add_function(EX_VAR(opline->result.var), op1, op2); FREE_OP1(); FREE_OP2(); ZEND_VM_NEXT_OPCODE_CHECK_EXCEPTION();}5登录后复制当$a != 9时，JMPZ会使当前执行跳转到第5个OPCode，否则JMP会使当前执行跳转到第6个OPCode。其实就是对当前的opline赋值为跳转目标OPCode的地址。
这部分内容将展示如何通过查看生成的OPCode优化PHP代码。
echo a concatenation示例代码：
ZEND_VM_HANDLER(1, ZEND_ADD, CONST|TMPVAR|CV, CONST|TMPVAR|CV) { USE_OPLINE zend_free_op free_op1, free_op2; zval *op1, *op2, *result; op1 = GET_OP1_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); op2 = GET_OP2_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_LONG)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); fast_long_add_function(result, op1, op2); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, ((double)Z_LVAL_P(op1)) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_DOUBLE)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + ((double)Z_LVAL_P(op2))); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } SAVE_OPLINE(); if (OP1_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_UNDEF)) { op1 = GET_OP1_UNDEF_CV(op1, BP_VAR_R); } if (OP2_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_UNDEF)) { op2 = GET_OP2_UNDEF_CV(op2, BP_VAR_R); } add_function(EX_VAR(opline->result.var), op1, op2); FREE_OP1(); FREE_OP2(); ZEND_VM_NEXT_OPCODE_CHECK_EXCEPTION();}6登录后复制OPArray：
ZEND_VM_HANDLER(1, ZEND_ADD, CONST|TMPVAR|CV, CONST|TMPVAR|CV) { USE_OPLINE zend_free_op free_op1, free_op2; zval *op1, *op2, *result; op1 = GET_OP1_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); op2 = GET_OP2_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_LONG)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); fast_long_add_function(result, op1, op2); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, ((double)Z_LVAL_P(op1)) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_DOUBLE)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + ((double)Z_LVAL_P(op2))); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } SAVE_OPLINE(); if (OP1_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_UNDEF)) { op1 = GET_OP1_UNDEF_CV(op1, BP_VAR_R); } if (OP2_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_UNDEF)) { op2 = GET_OP2_UNDEF_CV(op2, BP_VAR_R); } add_function(EX_VAR(opline->result.var), op1, op2); FREE_OP1(); FREE_OP2(); ZEND_VM_NEXT_OPCODE_CHECK_EXCEPTION();}7登录后复制$a和$b的值会被ZEND_CONCAT连接后存储到一个临时变量~4中，然后再echo输出。
CONCAT操作需要分配一块临时的内存，然后做内存拷贝，echo输出后，又要回收这块临时内存。如果把代码改为如下可消除CONCAT：
ZEND_VM_HANDLER(1, ZEND_ADD, CONST|TMPVAR|CV, CONST|TMPVAR|CV) { USE_OPLINE zend_free_op free_op1, free_op2; zval *op1, *op2, *result; op1 = GET_OP1_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); op2 = GET_OP2_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_LONG)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); fast_long_add_function(result, op1, op2); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, ((double)Z_LVAL_P(op1)) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_DOUBLE)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + ((double)Z_LVAL_P(op2))); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } SAVE_OPLINE(); if (OP1_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_UNDEF)) { op1 = GET_OP1_UNDEF_CV(op1, BP_VAR_R); } if (OP2_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_UNDEF)) { op2 = GET_OP2_UNDEF_CV(op2, BP_VAR_R); } add_function(EX_VAR(opline->result.var), op1, op2); FREE_OP1(); FREE_OP2(); ZEND_VM_NEXT_OPCODE_CHECK_EXCEPTION();}8登录后复制OPArray：
ZEND_VM_HANDLER(1, ZEND_ADD, CONST|TMPVAR|CV, CONST|TMPVAR|CV) { USE_OPLINE zend_free_op free_op1, free_op2; zval *op1, *op2, *result; op1 = GET_OP1_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); op2 = GET_OP2_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R); if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_LONG)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); fast_long_add_function(result, op1, op2); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, ((double)Z_LVAL_P(op1)) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_DOUBLE)) { if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + Z_DVAL_P(op2)); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) { result = EX_VAR(opline->result.var); ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + ((double)Z_LVAL_P(op2))); ZEND_VM_NEXT_OPCODE(); } } SAVE_OPLINE(); if (OP1_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_UNDEF)) { op1 = GET_OP1_UNDEF_CV(op1, BP_VAR_R); } if (OP2_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_UNDEF)) { op2 = GET_OP2_UNDEF_CV(op2, BP_VAR_R); } add_function(EX_VAR(opline->result.var), op1, op2); FREE_OP1(); FREE_OP2(); ZEND_VM_NEXT_OPCODE_CHECK_EXCEPTION();}9登录后复制define()和constPHP 5.3引入了const关键字。
简单地说：
define()是一个函数调用
conast是关键字，不会产生函数调用，要比define()轻量许多
/* If you change this file, please regenerate the zend_vm_execute.h and * zend_vm_opcodes.h files by running: * php zend_vm_gen.php */0登录后复制
如果使用const：
/* If you change this file, please regenerate the zend_vm_execute.h and * zend_vm_opcodes.h files by running: * php zend_vm_gen.php */1登录后复制
然而const在使用上有一些限制：
const关键字定义常量必须处于最顶端的作用区域，这就意味着不能在函数内，循环内以及if语句之内用const 来定义常量
const的操作数必须为IS_CONST类型
动态函数调用尽量不要使用动态的函数名去调用函数：
/* If you change this file, please regenerate the zend_vm_execute.h and * zend_vm_opcodes.h files by running: * php zend_vm_gen.php */2登录后复制
NOP表示不做任何操作，只是将当前opline指向下一条OPCode，编译器产生这条指令是由于历史原因。为何到PHP7还不移除它呢= =
看看使用动态的函数名去调用函数：
/* If you change this file, please regenerate the zend_vm_execute.h and * zend_vm_opcodes.h files by running: * php zend_vm_gen.php */3登录后复制
不同点在于INIT_FCALL和INIT_DYNAMIC_CALL，看下两个函数的源码：
/* If you change this file, please regenerate the zend_vm_execute.h and * zend_vm_opcodes.h files by running: * php zend_vm_gen.php */4登录后复制
很显然INIT_FCALL相比INIT_DYNAMIC_CALL要轻量许多。
类的延迟绑定简单地说，类A继承类B，类B最好先于类A被定义。
/* If you change this file, please regenerate the zend_vm_execute.h and * zend_vm_opcodes.h files by running: * php zend_vm_gen.php */5登录后复制
从生成的OPCode可以看出，上述PHP代码在运行时，执行引擎不需要做任何操作。类的定义是比较耗性能的工作，例如解析类的继承关系，将父类的方法/属性添加进来，但编译器已经做完了这些繁重的工作。
如果类A先于类B被定义：
/* If you change this file, please regenerate the zend_vm_execute.h and * zend_vm_opcodes.h files by running: * php zend_vm_gen.php */6登录后复制
这里定义了Foo继承自Bar，但当编译器读取到Foo的定义时，编译器并不知道任何关于Bar的情况，所以编译器就生成相应的OPCode，使其定义延迟到执行时。在一些其他的动态类型的语言中，可能会产生错误：Parse error : class not found。
除了类的延迟绑定，像接口、traits都存在延迟绑定耗性能的问题。
对于定位PHP性能问题，通常都是先用xhprof或xdebug profile进行定位，需要通过查看OPCode定位性能问题的场景还是比较少的。
总结希望通过这篇文章，能让你了解到PHP虚拟机大致是如何工作的。具体opcode的执行，以及函数调用涉及到的上下文切换，有许多细节性的东西，限于本文篇幅，在另一篇文章：PHP 7 中函数调用的实现进行讲解。
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