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PHP7 的抽象语法树(AST)带来的变化

2024/12/24 8:05:26发布21次查看
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):
单次编译中的内存峰值:
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:
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:
<?phpfunction func() { return [];}function byref(array &$a) {}byref((func()));
以上代码在 php5 中不会告警,除非使用 byref(func()) 的方式调用,但是在 php7 中,不管 func() 两边有没有括号都会产生以下错误:
php strict standards: only variables should be passed by reference ...
list() 的变化
list 关键字的行为改变了很多。list 给变量赋值的顺序(等号左右同时的顺序)以前是从右至左,现在是从左到右:
<?phplist($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 $b 就成了null。
list 现在只会访问每个偏移量一次
<?phplist(list($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:
<?phplist() = $a; // 不合法list($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:
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。
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