PHP7 的抽象語法樹（AST）帶來的變化

本文大部份內容參照 AST 的 RFC 文檔而成：https://wiki.php.net/rfc/abstract_syntax_tree，爲了易於理解從源文檔中節選部分進行介紹。

本文並不會告訴你抽象語法樹是什麼，這須要你本身去了解，這裏只是描述 AST 給 PHP 帶來的一些變化。

新的執行過程

PHP7 的內核中有一個重要的變化是加入了 AST。在 PHP5中，從 php 腳本到 opcodes 的執行的過程是：

1. Lexing：詞法掃描分析，將源文件轉換成 token 流；

2. Parsing：語法分析，在此階段生成 op arrays。

PHP7 中在語法分析階段再也不直接生成 op arrays，而是先生成 AST，因此過程多了一步：

1. Lexing：詞法掃描分析，將源文件轉換成 token 流；

2. Parsing：語法分析，從 token 流生成抽象語法樹；

3. Compilation：從抽象語法樹生成 op arrays。

執行時間和內存消耗

從以上的步驟來看，這比以前的過程還多了一步，因此按常理來講這反而會增長程序的執行時間和內存的使用。但事實上內存的使用確實增長了，可是執行時間上卻有所下降。

如下結果是使用小（代碼大約 100 行）、中（大約 700 行）、大（大約 2800 行）三個腳本分別進行測試獲得的，測試腳本： https://gist.github.com/nikic/289b0c7538b46c2220bc

每一個文件編譯 100 次的執行時間（注意文章的測試結果時間是 14 年，PHP7 還叫 PHP-NG 的時候）：

	php-ng	php-ast	diff
SMALL	0.180s	0.160s	-12.5%
MEDIUM	1.492s	1.268s	-17.7%
LARGE	6.703s	5.736s	-16.9%

單次編譯中的內存峯值：

	php-ng	php-ast	diff
SMALL	378kB	414kB	+9.5%
MEDIUM	507kB	643kB	+26.8%
LARGE	1084kB	1857kB	+71.3%

單次編譯的測試結果可能並不能表明實際使用的狀況，如下是使用 PhpParser 進行完整項目測試獲得的結果：

	php-ng	php-ast	diff
TIME	25.5ms	22.8ms	-11.8%
MEMORY	2360kB	2482kB	+5.1%

測試代表，使用 AST 以後程序的執行時間總體上大概有 10% 到 15% 的提高，可是內存消耗也有增長，在大文件單次編譯中增長明顯，可是在整個項目執行過程當中並非很嚴重的問題。

還有注意的是以上的結果都是在沒有 Opcache 的狀況下，生產環境中打開 Opcache 的狀況下，內存的消耗增長也不是很大的問題。

語義上的改變

若是僅僅是時間上的優化，彷佛也不是使用 AST 的充足理由。其實實現 AST 並非基於時間優化上的考慮，而是爲了解決語法上的問題。下面來看一下語義上的一些變化。

yield 不須要括號

在 PHP5 的實現中，若是在一個表達式上下文（例如在一個賦值表達式的右側）中使用 yield，你必須在 yield 申明兩邊使用括號：

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

這種行爲僅僅是由於 PHP5 的實現方式的限制，在 PHP7 中，括號再也不是必須的了。因此下面這些寫法也都是合法的：

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

固然了，還得遵循 yield 的應用場景才行。

括號不影響行爲

在 PHP5 中，($foo)['bar'] = 'baz' 和 $foo['bar'] = 'baz' 兩個語句的含義不同。事實上前一種寫法是不合法的，你會獲得下面這樣的錯誤：

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

可是在 PHP7 中，兩種寫法表示一樣的意思。

一樣，若是函數的參數被括號包裹，類型檢查存在問題，在 PHP7 中這個問題也獲得瞭解決：

<?php
function func() {
    return [];
}

function byRef(array &$a) {
}

byRef((func()));

以上代碼在 PHP5 中不會告警，除非使用 byRef(func()) 的方式調用，可是在 PHP7 中，無論 func() 兩邊有沒有括號都會產生如下錯誤：

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

list() 的變化

list 關鍵字的行爲改變了不少。list 給變量賦值的順序（等號左右同時的順序）之前是從右至左，如今是從左到右：

<?php
list($array[], $array[], $array[]) = [1, 2, 3];
var_dump($array);

// PHP5: $array = [3, 2, 1]
// PHP7: $array = [1, 2, 3]

# 注意這裏的左右的順序指的是等號左右同時的順序，
# list($a, $b) = [1, 2] 這種使用中 $a == 1, $b == 2 是沒有疑問的。

產生上面變化的緣由正是由於在 PHP5 的賦值過程當中，3 會最早被填入數組，1 最後，可是如今順序改變了。

一樣的變化還有：

<?php
$a = [1, 2];
list($a, $b) = $a;

// PHP5: $a = 1, $b = 2
// PHP7: $a = 1, $b = null + "Undefined index 1"

這是由於在之前的賦值過程當中 $b 先獲得 2，而後 $a 的值才變成 1，可是如今 $a 先變成了 1，再也不是數組，因此 $b 就成了 null。

list 如今只會訪問每一個偏移量一次：

<?php
list(list($a, $b)) = $array;

// PHP5:
$b = $array[0][1];
$a = $array[0][0];

// PHP7:
// 會產生一箇中間變量，獲得 $array[0] 的值
$_tmp = $array[0];
$a = $_tmp[0];
$b = $_tmp[1];

空的 list 成員如今是所有禁止的，之前只是在某些狀況下：

<?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)

引用賦值的順序

引用賦值的順序在 PHP5 中是從右到左的，如今時從左到右：

<?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 方法能夠直接調用

如今能夠直接使用 $obj->__clone() 的寫法去調用 __clone 方法。__clone 是以前惟一一個被禁止直接調用的魔術方法，以前你會獲得一個這樣的錯誤：

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

變量語法一致性

AST 也解決了一些語法一致性的問題，這些問題是在另一個 RFC 中被提出的：https://wiki.php.net/rfc/uniform_variable_syntax.

在新的實現上，之前的一些語法表達的含義和如今有些不一樣，具體的能夠參照下面的表格：

Expression	PHP5	PHP7
$$foo['bar']['baz']	${$foo['bar']['baz']}	($$foo)['bar']['baz']
$foo->$bar['baz']	$foo->{$bar['baz']}	($foo->$bar)['baz']
$foo->$bar['baz']()	$foo->{$bar['baz']}()	($foo->$bar)['baz']()
Foo::$bar['baz']()	Foo::{$bar['baz']}()	(Foo::$bar)['baz']()

總體上仍是之前的順序是從右到左，如今從左到右，同時也遵循括號不影響行爲的原則。這些複雜的變量寫法是在實際開發中須要注意的。

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