PHP的ticks机制

要过年了，在年前完成这篇文章，如果有缘可以看到，祝福看到的朋友新年快乐，在新的一年里，万事顺意！

按今年的计划每个月至少有两篇文章，而一月份因为各种理由而只有一篇2012的总结，无论什么原因，总归是不对的。这篇算是补上的，也作为今年的开始。

回正题，今天要研究的是PHP的ticks机制。

PHP提供declare关键字和ticks关键字来声明ticks机制。如：declare(ticks = N); 这表示：在当前scope内，每执行N句internal statements（opcodes），就会中断当前的业务语句，去执行通过register_tick_function注册的函数（如果存在的话），然后再继续之前的代码。需要注意的是这里的N是指的PHP的一些OPCODE，而OPCODE与我们见到的PHP语句却不是一一对应的。

最开始我以为PHP内核是在编译时记录是否有ticks机制，在真正执行中间代码时插入判断代码，实现此机制。但是事实上却不是这样滴。

看PHP代码示例1：

    $name = "phppan";
    echo $name;
    class Tipi {
        public function test() {
            echo "test";
        }
    }
    function f_tipi() {
    }

如上代码包括了我们常见的几种语句，赋值，输出，定义类，定义函数。通常我们用VLD查看PHP生成的中间代码，上面的代码通过 php -dvld.active=1 t.php 我们会看到 ECHO、ASSIGN、NOP等中间代码。

现在我们在示例1的代码上添加上ticks机制。如PHP代码示例2：

    declare(ticks=1);
    $name = "phppan";
    echo $name;
    class Tipi {
        public function test() {
            echo "test";
        }
    }
    function f_tipi() {
    }

示例2与示例1相比也就是多了第一条语句： declare(ticks=1); 如果我们此时再次通过VLD查看中间代码，会发现在每个中间代码的后面都多了一句中间代码：TICKS 。

是否因为ticks=1的原因而在每个中间代码的后面添加了TICKS？将declare(ticks=1);换成declare(ticks=100);，再次VLD，结果没有变化。从以上的结果可以看出，PHP内核在语法分析过程中实现了ticks机制。

从实现过程来说定义ticks机制分为两个过程：一个是定义是否需要执行ticks或者说声明ticks机制，另一个实现在声明了ticks机制的情况下控制语句的执行。

声明ticks机制过程

声明的过程就是调用declare(ticks = N); 在语法分析时根据declare关键字和参数中的ticks关键字来声明ticks机制。通过zend_compile.c文件中的zend_do_declare_begin、declare_statement、zend_do_declare_end三个函数来编译声明ticks机制。在declare_statement函数中我们可以看到：declare除了可以声明ticks之外，还可以声明encoding，这在代码里面就是一个if else的判断。

ticks机制的声明仅在编译过程有用，它为后面的声明控制语句服务。其编译过程中的全局变量为：CG(declarables)。这是一个结构体，它仅有一个成员：ticks。当然后面应该还会有更多的成员出现。

声明控制语句

示例1和示例2已经充分说明在每条语句的语法分析时，会根据是否声明了ticks机制来添加TICKS中间代码，其实现在于每条语句在语法解析时都会添加一条函数调用：zend_do_ticks。从zend_language_parser.y文件中可以看出：zend_do_ticks函数添加在类定义语句，函数定义语句和常规语句的后面。 zend_compile.c文件中的zend_do_ticks函数会根据前面提到的 CG(declarables).ticks 来判断是否生成 ZEND_TICKS 中间代码（在VLD中看到的中间代码都是没有ZEND开头）。

除了声明ticks机制，还有执行。执行过程中关键的变量是在声明时的ticks=N。其实这里的N可以换个角度去理解：ticks指定的数字是指执行了多少次TICKS语句。在TICKS中间代码的执行函数ZEND_TICKS_SPEC_CONST_HANDLER中，会统计执行当前函数的次数，存储变量为EG(ticks_count)。当达到当初声明的界限，就会调用一次所有通过register_tick_function注册的函数，并计数清零。

与当初自己设想的实现相比，PHP内核对ticks机制的实现满足了功能单一原则和松耦合原则。将ticks机制作为一个中间代码添加到整个中间代码的执行体系中，包括状态的转移，函数的切换这些都是直接使用原有的机制。

ticks机制的应用场景

手册上说：Ticks 很适合用来做调试，以及实现简单的多任务，后台 I/O 和很多其它任务。

在调试过程中，对于定位一段特定代码中速度慢的语句比较有用，我们可以每执行两条低级语句就记录一次时间。虽然这个过程也可以用其它方法完成，但用 tick 更方便也更容易实现。

PCNTL也使用ticks机制来作为信号处理机制（signal handle callback mechanism），可以最小程度地降低处理异步事件时的负载。这里的关键在于PCNTL扩展的模块初始化函数（PHP_MINIT_FUNCTION(pcntl)）。在此模块做模块初始化时，它会调用： php_add_tick_function(pcntl_signal_dispatch);将pcntl的分发执行函数添加到ticks机制的调用函数中去，从而当ticks触发时就会调用PCNTL扩展函数中指定的所有方法。