PHP扩展开发（1）：入门

有关PHP扩展开发的文章、博客已经很多了，比较经典的有：

1. TIPI项目（http://www.php-internals.com/，强烈推荐）
2. 《Extending and Embedding PHP》（中文翻译见http://www.walu.cc/phpbook/，强烈推荐）
3. 《PHP核心技术与最佳实践》一书有一章专门讲PHP扩展开发的，不过版本较老，可供参考。
4. 《PHP5权威指南》一书中也有一章专门讲到了PHP的扩展开发。

我准备在此系列博文中总结我有关PHP扩展开发的学习和感悟，力图简单清晰地描述在Linux系统下开发一个PHP扩展应该具备的最基本知识。水平较低，难免有错误，望指出。

准备工作

首先要获取一份PHP源码（可以从Github上签出，或者到官网上下载最新的稳定版），然后编译之。为了加快编译速度，我们推荐禁用所有额外的扩展（使用--disable-all选项），但最好打开debug（使用--enable-debug选项）和线程安全（使用--enable-maintainer-zts），但要在发布扩展的时候关闭debug，视情况选择是否需要打开线程安全：

$ ./buildconf --force
$ ./configure --disable-all --enable-debug --enable-maintainer-zts
$ make

注意，我没有指定--prefix选项（同时也没有make install），因为这不是必须的。注意查看输出信息，也许你需要安装一些依赖包才能成功编译PHP。

编译后的PHP的可执行程序在源码的sapi目录下，对应不同的宿主环境有不同的子目录，我们以后都主要使用cli（command line interface）环境，可以建一个别名方便引用：

$ alias php-dev=/usr/local/src/php-5.6.5/sapi/cli/php

有一些命令行选项是很有用的：

php-dev -h　　　　　　　　　　# 打印帮助信息
php-dev -v　　　　　　　　　　# 打印版本信息
php-dev --ini　　　　　　　　# 打印配置信息
php-dev -m　　　　　　　　　　# 打印加载的模块信息
php-dev -i　　　　　　　　　　# phpinfo
php-dev -r <code>　　　　　　# 执行code里的代码

扩展骨架

PHP的所有官方扩展都在源码的ext目录下，我们自己写的扩展也可以放在该目录下。注意，该目录下有个名为ext_skel的shell脚本，它是用来生成PHP扩展骨架的，使用该脚本，可以帮我们快速创建PHP扩展：

$ ./ext_skel --extname=myext

上面的命令帮我们创建了一个名为myext的扩展，源码在myext目录下。不带任何参数的执行该脚本可以打印帮助信息，这样你可以查看到该脚本提供的更多选项。

接下来让我们完成我们的扩展。进入myext目录，编辑config.m4配置文件，找到PHP_ARG_ENABLE宏函数，去掉前面的dnl注释（共三行）。退回到源码根目录，重新执行buildconf、configure和make命令：

$ ./buildconf --force
$ ./configure --help | grep myext
    --enable-myext           Enable myext support
$ ./configure --disable-all --enable-myext --enable-debug --enable-maintainer-zts
$ make

注意，我们用./configure --help | grep myext打印了我们扩展的加载情况，如果看不到下面的输出，则说明我们的扩展没有配置成功，回头检查下config.m4文件。

这次编译应该非常快，因为大部分代码都已经编译过了。PHP还有另外一种编译扩展的方法（使用动态连接的方式，将扩展编译为.so的文件），不过我们推荐在开发扩展的时候使用静态编译，因为这样省去了在配置文件中加载扩展的步骤。

一切顺利的话，我们的第一个扩展就已经可以执行了：

$ php-dev -m | grep myext
myext
$ php-dev -r ‘echo confirm_myext_compiled("myext") . "\n";‘
Congratulations! You have successfully modified ext/myext/config.m4. Module myext is now compiled into PHP.

第一个命令显示了我们的扩展已经被加载。第二个命令执行了ext_skel扩展骨架自动为我们创建的函数。当然，这个函数毫无意义，不过我们可以很容易的把这个函数改编成hello world。

手动创建扩展

大部分教程都是以ext_skel扩展骨架为原型讲述扩展开发的，这种做法当然很方便快捷。但是我个人更喜欢纯手工开发扩展的方式，因为这样更容易理解其中的每一个细节。

手动创建扩展，先进入ext目录，创建我们的扩展目录myext2。有几个文件是必须的：config.m4，myext2.c和php_myext2.h。

首先，我们来编写配置文件config.m4：

PHP_ARG_ENABLE(myext2, whether to enable myext2 support,
[  --enable-myext2           Enable myext2 support])

if test "PHP_MYEXT2" != "no"; then
   PHP_NEW_EXTENSION(myext2, myext2.c, $ext_shared)
fi

config.m4其实是autoconf程序使用的配置文件，autoconf是autotools工具箱里重要的组成。完整介绍autoconf的用法是需要很长时间的，好在我们这里的用法非常简单。

PHP_ARG_ENABLE是PHP为autoconf定义的宏函数，myext2是它的第一个参数，指出了扩展的名字；后面两个参数只是在make和configure执行时用来显示的，所以我们可以随便写。[ ]在autoconf语法中的作用类似于双引号，用来包裹字符串（注意第二个参数中包含了空格，但是可以不用方括号起来）。还有第四个参数用来指明扩展默认是开启还是关闭（yes或no），默认是no。

下面三行其实就是shell语法，判断我们是否开启了PHP_MYEXT2扩展模块。如果开启了该扩展模块（--enable-myext2），则$PHP_MYEXT2变量的值不为no，因此执行PHP_NEW_EXTENSION宏。这个宏函数也是PHP为autoconf定义的扩展语法，第一个参数同样是扩展名称；第二个参数是扩展要编译的C文件，如果有多个，依次写下去就可以了（空格分隔）；第三个参数固定是$ext_shared。

接下来编写php_myext2.h头文件，该文件的命名是PHP扩展的规范 — php_扩展名.h：

 1 #ifndef PHP_MYEXT2_H
 2 #define PHP_MYEXT2_H
 3
 4 extern zend_module_entry myext2_module_entry;
 5 #define phpext_myext2_ptr &myext2_module_entry
 6
 7 #define PHP_MYEXT2_VERSION "0.1.0"
 8
 9 /* prototypes */
10 PHP_FUNCTION(hello);
11
12 #endif  /* PHP_MYEXT2_H */

这里主要的代码是定义了名为phpext_myext2_ptr的宏，PHP底层通过该宏来引用我们的扩展。可以看出，该宏的命名同样是有规范的 — phpext_扩展名_ptr。而myext2_module_entry是我们稍后要在.c文件里定义的结构体，它的命名也是规范的 — 扩展名_module_entry。

此外我们还定义了一个标识我们扩展版本号的宏和一个函数原型（通过PHP_FUNCTION宏，PHP_FUNCTION宏函数的参数是外部可使用的函数名），稍后我们会来实现这个函数。

最后来看下myext2.c文件的实现：

 1 #include "php.h"
 2 #include "php_myext2.h"
 3
 4 /* {{{ myext2_functions[]
 5  *
 6  * Every user visible function must have an entry in myext2_functions[].
 7  */
 8 static const zend_function_entry myext2_functions[] = {
 9     PHP_FE(hello,       NULL)
10     PHP_FE_END
11 };
12 /* }}} */
13
14 /* {{{ myext2_module_entry
15  */
16 zend_module_entry myext2_module_entry = {
17     STANDARD_MODULE_HEADER,
18     "myext2",               /* module name */
19     myext2_functions,       /* module functions */
20     NULL,                   /* module initialize */
21     NULL,                   /* module shutdown */
22     NULL,                   /* request initialize */
23     NULL,                   /* request shutdown */
24     NULL,                   /* phpinfo */
25     PHP_MYEXT2_VERSION,     /* module version */
26     STANDARD_MODULE_PROPERTIES
27 };
28 /* }}} */
29
30 #ifdef COMPILE_DL_MYEXT2
31 ZEND_GET_MODULE(myext2)
32 #endif
33
34 /* {{{ proto void hello()
35    Print "hello world!" */
36 PHP_FUNCTION(hello)
37 {
38     php_printf("hello world!\n");
39 }
40 /* }}} */

对比下扩展骨架创建的.c文件就会发现，我们的.c文件非常的简单，其实这些对一个最基本的扩展来说就已经足够了。

上面的代码是简单而清晰的，大部分注释已经很具说明性了。我们再简要概括下：

1. 开头包含我们要用到的头文件。php.h是必须的，它已经帮我们包含了我们会用到的绝大多数的标准库文件，比如stdio.h，stdlib.h等等。
2. myext2_functions定义了由我们要暴露出去的函数构成的结构体数组，每一个元素通过PHP_FE宏来指定。PHP_FE宏有两个参数，第一个是外部可使用的函数名，第二个是参数信息（这里我们简单使用了NULL），最后一个元素必须是PHP_FE_END。注意它的注释，再次强调，每一个要暴露给外部使用的函数，都必须在该结构体数组中有定义。
3. myext2_module_entry定义了我们的模块信息，它是一个结构体，大部分属性都已经通过注释给出了说明。注意中间的五个函数指针，我们都简单的置为了NULL，在后续的博文中会讲述它们的用法。
4. ZEND_GET_MODULE(myext2)宏函数是被ifdef宏包含的，所以说它是否调用是视情况而定的。至于什么情况下会被调用，什么情况下不会被调用，在后续的博文中会讲述。
5. 最后几行代码我们实现了hello函数，它很简单，调用php_printf输出hello world!跟一个换行符，php_printf的用法和printf完全一样。
6. 注释里的 {{{ 和 }}} 是为了方便vim等编辑器折叠而使用的，我们推荐你也这样来写注释。

这里面涉及了一些宏，比如PHP_FE，PHP_FE_END，PHP_FUNCTION等等，完整介绍这些宏要到后续的博文中才可以，眼下最简单的办法就是记住这些宏。

注意到我们每一个文件的命名，变量的命名，空格和缩进，以及注释等都是非常规范的，遵循这些规范，可以使我们编写的代码和PHP本身的代码更加契合，我们也推荐你使用这样的规范来开发PHP扩展。

最后，编译运行我们的扩展：

$ ./buildconf --force
$ ./configure --help | grep myext2
  --enable-myext2           Enable myext2 support
$ ./configure --disable-all --enable-myext2 --enable-debug --enable-maintainer-zts
$ make

$ php-dev -m | grep myext2
myext2
$ php-dev -r ‘hello();‘
hello world!