22、PHP 8.4 新特性 - PHP 8.4 基于 IR 框架的新 JIT 实现

作者: 温新

图书: 【PHP 8.4 新特性】

阅读: 223

时间: 2025-01-18 09:47:10

在 PHP 8.4 中，PHP 引入了基于 IR（Intermediate Representation，中间表示）框架 的新 JIT（Just-In-Time）编译器改进。这个改进的目的是进一步优化 PHP 的执行性能，特别是在执行复杂计算密集型任务时。

新 JIT 实现主要是在现有的 JIT 编译器基础上进行了加强，加入了 IR 的抽象层，使得 JIT 编译器能够更有效地分析和优化 PHP 代码，最终将其转换为机器代码。

JIT（即时编译）概述

在 PHP 8.0 中，JIT 编译器首次引入，旨在提高 PHP 的性能，尤其是在需要执行大量计算的场景中。JIT 编译器通过将 PHP 字节码编译为机器码，减少了 PHP 代码的执行开销。

PHP 的 JIT 编译器通过以下步骤工作：

  1. 解析 PHP 源代码：PHP 代码通过 Zend 引擎解析并转换为字节码。
  2. 字节码优化：JIT 会分析字节码，并识别出可能的优化路径，例如循环或计算密集型函数。
  3. 编译为机器代码：对优化后的字节码进行编译，生成本地机器代码。

IR 框架的引入

IR（Intermediate Representation）是一种抽象的中间表示，用于在编译过程中对代码进行优化。在 PHP 8.4 的新 JIT 实现中，IR 框架起到了非常重要的作用。IR 允许 JIT 编译器以更高层次的抽象对 PHP 代码进行优化。

IR 框架的特点：

  1. 抽象层次高：IR 是介于 PHP 字节码和最终机器代码之间的中间层。它的主要作用是提供一种抽象的形式，便于进行进一步的优化。
  2. 跨平台性：IR 的设计使得编译过程可以跨平台处理，减少了针对不同硬件架构的优化难度。
  3. 便于优化：IR 的表达形式使得 JIT 编译器可以更容易地应用各种高级优化策略，譬如循环展开、常量折叠等。

PHP 8.4 新 JIT 的工作原理

PHP 8.4 中的新 JIT 编译器将通过 IR 框架对 PHP 字节码进行优化，并最终编译成机器代码。具体的流程如下：

  1. PHP 源代码 -> 字节码： 首先，PHP 源代码仍然被 Zend 引擎解析成字节码，这是 PHP 执行的基础。
  2. 字节码 -> IR 表示： 然后，字节码会被转换成 IR 表示，IR 是一种更加适合优化的中间表示形式。通过 IR，编译器能够对代码进行更加深入的分析，识别出性能瓶颈、重复计算等问题。
  3. IR 优化： 在 IR 级别，JIT 编译器可以进行各种优化，包括但不限于：
    • 循环优化：识别并优化重复执行的循环，减少无效计算。
    • 常量折叠：将常量的计算提前，减少运行时的计算开销。
    • 内联扩展：将小函数内联到调用处，减少函数调用的开销。
    • 死代码消除：去除不再使用的代码，减少不必要的计算。
  4. IR -> 机器代码： 经优化后的 IR 会被转换为机器代码，这些机器代码能够直接在 CPU 上执行，极大地提高了执行速度。
  5. 执行本地机器代码： 最终，优化后的机器代码被执行，这与传统的解释执行方式相比，速度有了显著提升。

新 JIT 实现的优势

  1. 性能提升： 通过 IR 优化，JIT 编译器能够对 PHP 代码进行更有效的性能优化，特别是在计算密集型任务中，能够显著提高性能。例如，大规模的数学计算、复杂的数据处理等场景。
  2. 更细粒度的控制： IR 为编译器提供了更精细的控制，使得优化能够在更多层次上进行，增加了优化的机会和深度。
  3. 改进的跨平台支持： IR 使得 JIT 编译器在不同平台上更加一致，编译器可以针对不同平台生成更加高效的机器代码，从而提升跨平台应用的性能。
  4. 内存占用和启动时间优化： 新的 JIT 实现还能够在编译时减少内存占用，并优化程序的启动时间。IR 层次化的优化方式使得编译过程更加高效。

性能提升的实际应用

对于许多 PHP 应用程序，PHP 8.4 中的新 JIT 实现能够显著提高性能，特别是在以下场景下：

  • 计算密集型应用：例如图像处理、数学运算、加密/解密等领域，PHP 8.4 的新 JIT 编译器能够通过优化计算过程来提高运行速度。
  • 长时间运行的脚本：对于一些需要长时间运行的 PHP 脚本（如爬虫、数据分析任务等），JIT 编译器能够减少重复计算的时间，从而提升整体效率。
  • Web 应用优化：虽然 JIT 对于 Web 请求的即时响应性能提升有限，但在长时间处理复杂请求的后台任务中，JIT 可以带来明显的提升。

如何启用 PHP 8.4 的新 JIT

PHP 8.4 中的 JIT 默认是启用的，但可以通过修改 php.ini 配置文件中的设置来控制 JIT 的行为：

  1. 启用 JIT： 在 php.ini 文件中，确保启用 JIT：

    ini复制代码opcache.enable=1
opcache.jit=1235

  2. 调整 JIT 配置： PHP 8.4 引入了不同的 JIT 模式，开发者可以根据需要调整：

    • opcache.jit：控制 JIT 的启用和优化等级。
    • opcache.jit_buffer_size：指定 JIT 缓冲区的大小，增加缓冲区可以提升编译速度和缓存效果。

  3. 检查 JIT 是否启用： 可以通过以下代码来确认 JIT 是否已经启用：

    php复制代码<?php
echo ini_get('opcache.jit');
?>
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