php中的ini配置原理详解_php基础

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使用php的同学都知道php.ini配置的生效会贯穿整个SAPI的生命周期。在一段php脚本的执行过程中,如果手动修改ini配置,是不会启作用的。此时如果无法重启apache或者nginx等,那么就只能显式的在php代码中调用ini_set接口。ini_set是php向我们提供的一个动态修改配置的函数,需要注意的是,利用ini_set所设置的配置与ini文件中设置的配置,其生效的时间范围并不相同。在php脚本执行结束之后,ini_set的设置便会随即失效。

因此本文打算分两篇,第一篇阐述php.ini配置原理,第二篇讲动态修改php配置。

php.ini的配置大致会涉及到三块数据,configuration_hash,EG(ini_directives)以及PG、BG、PCRE_G、JSON_G、XXX_G等。如果不清楚这三种数据的含义也没有关系,下文会详细解释。

1,解析INI配置文件

由于php.ini需要在SAPI过程中一直生效,那么解析ini文件并据此来构建php配置的工作,必定是发生SAPI的一开始。换句话说,也就是必定发生在php的启动过程中。php需要任意一个实际的请求到达之前,其内部已经生成好这些配置。

反映到php的内核,即为php_module_startup函数。

php_module_startup主要负责对php进行启动,通常它会在SAPI开始的时候被调用。btw,还有一个常见的函数是php_request_startup,它负责将在每个请求到来的时刻进行初始化,php_module_startup与php_request_startup是两个标识性的动作,不过对他们进行分析并不在本文的探讨范围内。

举个例子,当php挂接在apache下面做一个module,那么apache启动的时候,便会激活所有这些module,其中包括php module。在激活php module时,便会调用到php_module_startup。php_module_startup函数完成了茫茫多的工作,一旦php_module_startup调用结束就意味着,OK,php已经启动,现在可以接受请求并作出响应了。

在php_module_startup函数中,与解析ini文件相关的实现是:


/* this will read in php.ini, set up the configuration parameters,
   load zend extensions and register php function extensions
   to be loaded later */
if (php_init_config(TSRMLS_C) == FAILURE) {
    return FAILURE;
}

可以看到,其实就是调用了php_init_config函数,去完成对ini文件的parse。parse工作主要进行lex&grammar分析,并将ini文件中的key、value键值对提取出来并保存。php.ini的格式很简单,等号左侧为key,右侧为value。每当一对kv被提取出来之后,php将它们存储到哪儿呢?答案就是之前提到的configuration_hash。

static HashTable configuration_hash;
configuration_hash声明在php_ini.c中,它是一个HashTable类型的数据结构。顾名思义,其实就是张hash表。题外话,在php5.3之前的版本是没法获取configuration_hash的,因为它是php_ini.c文件的一个static的变量。后来php5.3添加了php_ini_get_configuration_hash接口,该接口直接返回&configuration_hash,使 得php各个扩展可以方便的一窥configuration_hash全貌...真是普大喜奔...

注意四点:

第一,php_init_config不会做除了词法语法以外的任何校验。也就是说,假如我们在ini文件中添加一行 hello=world,只要这是一个格式正确的配置项,那么最终configuration_hash中就会包含一个键为hello、值为world的元素,configuration_hash最大限度的反映出ini文件。

第二,ini文件允许我们以数组的形式进行配置。例如ini文件中写入以下三行:


drift.arr[]=1
drift.arr[]=2
drift.arr[]=3

那么最终生成的configuration_hash表中,就会存在一个key为drift.arr的元素,其value为一个包含的1,2,3三个数字的数组。这是一种极为罕见的配置方法。

第三,php还允许我们除了默认的php.ini文件(准确说是php-%s.ini)之外,另外构建一些ini文件。这些ini文件会被放入一个额外的目录。该目录由环境变量PHP_INI_SCAN_DIR来指定,当php_init_config解析完了php.ini之后,会再次扫描此目录,然后找出目录中所有.ini文件来分析。这些额外的ini文件中产生的kv键值对,也会被加入到configuration_hash中去。

这是一个偶尔有用的特性,假设我们自己开发php的扩展,却又不想将配置混入php.ini,便可以另外写一份ini,并通过PHP_INI_SCAN_DIR告诉php该去哪儿找到它。当然,其缺点也显而易见,其需要设置额外的环境变量来支持。更好的解决办法是,开发者在扩展中自己调用php_parse_user_ini_file或zend_parse_ini_file去解析对应的ini文件。

第四,在configuration_hash中,key是字符串,那么值的类型是什么?答案也是字符串(除了上述很特殊的数组)。具体来说,比如下面的配置:


display_errors = On
log_errors = Off
log_errors_max_len = 1024

 那么最后configuration_hash中实际存放的键值对为:


key: "display_errors"
val : "1"

key: "log_errors"
val : ""

key: "log_errors_max_len"
val : "1024"

注意log_errors,其存放的值连"0"都不是,就是一个实实在在地空字符串。另外,log_errors_max_len也并非数字,而是字符串1024。

分析至此,基本上解析ini文件相关的内容都说清楚了。简单总结一下:

1,解析ini发生在php_module_startup阶段

2,解析结果存放在configuration_hash里。

2,配置作用到模块

php的大致结构可以看成是最下层有一个zend引擎,它负责与OS进行交互、编译php代码、提供内存托管等等,在zend引擎的上层,排列着很多很多的模块。其中最核心的就一个Core模块,其他还有比如Standard,PCRE,Date,Session等等...这些模块还有另一个名字叫php扩展。我们可以简单理解为,每个模块都会提供一组功能接口给开发者来调用,举例来说,常用的诸如explode,trim,array等内置函数,便是由Standard模块提供的。

为什么需要谈到这些,是因为在php.ini里除了针对php自身,也就是针对Core模块的一些配置(例如safe_mode,display_errors,max_execution_time等),还有相当多的配置是针对其他不同模块的。

例如,date模块,它提供了常见的date, time,strtotime等函数。在php.ini中,它的相关配置形如:


[Date]
;date.timezone = 'Asia/Shanghai'
;date.default_latitude = 31.7667
;date.default_longitude = 35.2333
;date.sunrise_zenith = 90.583333
;date.sunset_zenith = 90.583333

除了这些模块拥有独立的配置,zend引擎也是可配的,只不过zend引擎的可配项非常少,只有error_reporting,zend.enable_gc和detect_unicode三项。

在上一小节中我们已经谈到,php_module_startup会调用php_init_config,其目的是解析ini文件并生成configuration_hash。那么接下来在php_module_startup中还会做什么事情呢?很显然,就是会将configuration_hash中的配置作用于Zend,Core,Standard,SPL等不同模块。当然这并非一个一蹴而就的过程,因为php通常会包含有很多模块,php启动的过程中这些模块也会依次进行启动。那么,对模块A进行配置的过程,便是发生在模块A的启动过程中。

有扩展开发经验的同学会直接指出,模块A的启动不就是在PHP_MINIT_FUNCTION(A)中么?

是的,如果模块A需要配置,那么在PHP_MINIT_FUNCTION中,可以调用REGISTER_INI_ENTRIES()来完成。REGISTER_INI_ENTRIES会根据当前模块所需要的配置项名称,去configuration_hash查找用户设置的配置值,并更新到模块自己的全局空间中。

2.1,模块的全局空间

要理解如何将ini配置从configuration_hash作用到各个模块之前,有必要先了解一下php模块的全局空间。对于不同的php模块,均可以开辟一块属于自己的存储空间,并且这块空间对于该模块来说,是全局可见的。一般而言,它会被用来存放该模块所需的ini配置。也就是说,configuration_hash中的配置项,最终会被存放到该全局空间中。在模块的执行过程中,只需要直接访问这块全局空间,就可以拿到用户针对该模块进行的设置。当然,它也经常被用来记录模块在执行过程中的中间数据。

我们以bcmath模块来举例说明,bcmath是一个提供数学计算方面接口的php模块,首先我们来看看它有哪些ini配置:


PHP_INI_BEGIN()
    STD_PHP_INI_ENTRY("bcmath.scale", "0", PHP_INI_ALL, OnUpdateLongGEZero, bc_precision, zend_bcmath_globals, bcmath_globals)
PHP_INI_END()

bcmath只有一个配置项,我们可以在php.ini中用bcmath.scale来配置bcmath模块。

接下来继续看看bcmatch模块的全局空间定义。在php_bcmath.h中有如下声明:


ZEND_BEGIN_MODULE_GLOBALS(bcmath)
    bc_num _zero_;
    bc_num _one_;
    bc_num _two_;
    long bc_precision;
ZEND_END_MODULE_GLOBALS(bcmath)

 宏展开之后,即为:


typedef struct _zend_bcmath_globals {
    bc_num _zero_;
    bc_num _one_;
    bc_num _two_;
    long bc_precision;
} zend_bcmath_globals;

其实,zend_bcmath_globals类型就是bcmath模块中的全局空间类型。这里仅仅声明了zend_bcmath_globals结构体,在bcmath.c中还有具体的实例化定义:

// 展开后即为zend_bcmath_globals bcmath_globals;
ZEND_DECLARE_MODULE_GLOBALS(bcmath)
可以看出,用ZEND_DECLARE_MODULE_GLOBALS完成了对变量bcmath_globals的定义。

bcmath_globals是一块真正的全局空间,它包含有四个字段。其最后一个字段bc_precision,对应于ini配置中的bcmath.scale。我们在php.ini中设置了bcmath.scale的值,随后在启动bcmath模块的时候,bcmath.scale的值被更新到bcmath_globals.bc_precision中去。

把configuration_hash中的值,更新到各个模块自己定义的xxx_globals变量中,就是所谓的将ini配置作用到模块。一旦模块启动完成,那么这些配置也都作用到位。所以在随后的执行阶段,php模块无需再次访问configuration_hash,模块仅需要访问自己的XXX_globals,就可以拿到用户设定的配置。

bcmath_globals,除了有一个字段为ini配置项,其他还有三个字段为何意?这就是模块全局空间的第二个作用,它除了用于ini配置,还可以存储模块执行过程中的一些数据。

再例如json模块,也是php中一个很常用的模块:


ZEND_BEGIN_MODULE_GLOBALS(json)
    int error_code;
ZEND_END_MODULE_GLOBALS(json)

可以看到json模块并不需要ini配置,它的全局空间只有一个字段error_code。error_code记录了上一次执行json_decode或者json_encode中发生的错误。json_last_error函数便是返回这个error_code,来帮助用户定位错误原因。

为了能够很便捷的访问模块全局空间变量,php约定俗成的提出了一些宏。比如我们想访问json_globals中的error_code,当然可以直接写做json_globals.error_code(多线程环境下不行),不过更通用的写法是定义JSON_G宏:


#define JSON_G(v) (json_globals.v)

我们使用JSON_G(error_code)来访问json_globals.error_code。本文刚开始的时候,曾提到PG、BG、JSON_G、PCRE_G,XXX_G等等,这些宏在php源代码中也是很常见的。现在我们可以很轻松的理解它们,PG宏可以访问Core模块的全局变量,BG访问Standard模块的全局变量,PCRE_G则访问PCRE模块的全局变量。


#define PG(v) (core_globals.v)
#define BG(v) (basic_globals.v)

2.2,如何确定一个模块需要哪些配置呢?

模块需要什么样的INI配置,都是在各个模块中自己定义的。举例来说,对于Core模块,有如下的配置项定义:


PHP_INI_BEGIN()
    ......
    STD_PHP_INI_ENTRY_EX("display_errors", "1", PHP_INI_ALL,    OnUpdateDisplayErrors, display_errors, php_core_globals, core_globals, display_errors_mode)
    STD_PHP_INI_BOOLEAN("enable_dl",       "1", PHP_INI_SYSTEM, OnUpdateBool,          enable_dl,      php_core_globals, core_globals)
    STD_PHP_INI_BOOLEAN("expose_php",      "1", PHP_INI_SYSTEM, OnUpdateBool,          expose_php,     php_core_globals, core_globals)
    STD_PHP_INI_BOOLEAN("safe_mode",       "0", PHP_INI_SYSTEM, OnUpdateBool,          safe_mode,      php_core_globals, core_globals)
    ......
PHP_INI_END()

可以在php-src\main\main.c文件大概450+行找到上述代码。其中涉及的宏比较多,有ZEND_INI_BEGIN 、ZEND_INI_END、PHP_INI_ENTRY_EX、STD_PHP_INI_BOOLEAN等等,本文不一一赘述,感兴趣的读者可自行分析。

上述代码进行宏展开后得到:


static const zend_ini_entry ini_entries[] = {
    ..
    { 0, PHP_INI_ALL,    "display_errors",sizeof("display_errors"),OnUpdateDisplayErrors,(void *)XtOffsetOf(php_core_globals, display_errors), (void *)&core_globals, NULL, "1", sizeof("1")-1, NULL, 0, 0, 0, display_errors_mode },
    { 0, PHP_INI_SYSTEM, "enable_dl",     sizeof("enable_dl"),     OnUpdateBool,         (void *)XtOffsetOf(php_core_globals, enable_dl),      (void *)&core_globals, NULL, "1", sizeof("1")-1, NULL, 0, 0, 0, zend_ini_boolean_displayer_cb },
    { 0, PHP_INI_SYSTEM, "expose_php",    sizeof("expose_php"),    OnUpdateBool,         (void *)XtOffsetOf(php_core_globals, expose_php),     (void *)&core_globals, NULL, "1", sizeof("1")-1, NULL, 0, 0, 0, zend_ini_boolean_displayer_cb },
    { 0, PHP_INI_SYSTEM, "safe_mode",     sizeof("safe_mode"),     OnUpdateBool,         (void *)XtOffsetOf(php_core_globals, safe_mode),      (void *)&core_globals, NULL, "0", sizeof("0")-1, NULL, 0, 0, 0, zend_ini_boolean_displayer_cb },
    ...
    { 0, 0, NULL, 0, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, NULL, 0, 0, 0, NULL }
};

我们看到,配置项的定义,其本质上就是定义了一个zend_ini_entry类型的数组。zend_ini_entry结构体的字段具体含义为:


struct _zend_ini_entry {
    int module_number;                // 模块的id
    int modifiable;                   // 可被修改的范围,例如php.ini,ini_set
    char *name;                       // 配置项的名称
    uint name_length;
    ZEND_INI_MH((*on_modify));        // 回调函数,配置项注册或修改的时候会调用
    void *mh_arg1;                    // 通常为配置项字段在XXX_G中的偏移量
    void *mh_arg2;                    // 通常为XXX_G
    void *mh_arg3;                    // 通常为保留字段,极少用到

    char *value;                      /

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