PHP7将在2015年12月正式发布，PHP7 ，将会是PHP脚本语言的重大版本更新，同时将带来大幅的性能改进和新的特性，以及改进一些过时功能。 该发布版本将会专注在性能加强，源自PHP版本树中的phpng分支。在硅谷公司的ZendCon会议，PHP工具厂商Zend技术官方讨论phpng和 PHP7的进度。“（本次升级）真正专注于帮助业界的应用程序显著加强执行速度，再加上，我们在PHP中的其他改进，”Zend的首席执行官安迪特曼斯 （曾参与了PHP语言的持续开发和发展）表示。
推荐（免费）：PHP7
我们来看看官网给出的php7 引擎和特性：
Cool Name: PHPNG 酷名：PHPNG引擎
1) PHP7速度是 PHP5.6 的两倍
2) JIT - Just in Time compiler (#即時編輯器）
Just In Time（即時編譯）是一種軟體最佳化技術，指在運行時才會去編譯字節碼為機器碼。從直覺出發，我們都很容易認為，機器碼是電腦能夠直接辨識和執行的，比起Zend讀取opcode逐條執行效率會更高。其中，HHVM（HipHop Virtual Machine，HHVM是一個Facebook開源的PHP虛擬機）就採用JIT，讓他們的PHP性能測試提升了一個數量級，放出一個令人震驚的測試結果，也讓我們直觀地認為JIT是一項點石成金的強大技術。
而實際上，在2013年的時候，鳥哥和Dmitry（PHP語言核心開發者之一）就曾經在PHP5.5的版本上做過一個JIT的嘗試（並沒有發布）。 PHP5.5的原來的執行流程，是將PHP程式碼透過詞法和語法分析，編譯成opcode字節碼（格式和組譯有點像），然後，Zend引擎讀取這些opcode指令，逐條解析執行。
而他們在opcode環節後引入了類型推論（TypeInf），然後透過JIT產生ByteCodes，然後再執行。
於是，在benchmark（測試程式）中得到令人興奮的結果，實現JIT後效能比PHP5.5提升了8倍。然而，當他們把這個優化放入到實際的專案WordPress（一個開源部落格專案）中，卻幾乎看不見效能的提升，得到了一個令人費解的測試結果。
於是，他們使用Linux下的profile類型工具，對程式執行進行CPU耗時佔用分析。
執行100次的WordPressCPU消耗的分佈：
##註解：
#################################################21%CPU時間花費在記憶體管理。
12%CPU時間花費在hash table操作，主要是PHP陣列的增刪改查。
30%CPU時間花費在內建函數，例如strlen。
25%CPU時間花費在VM（Zend引擎）。
經過分析後，得到了兩個結論：
#（1）JIT產生的ByteCodes如果太大，會造成CPU快取命中率下降（CPU Cache Miss）
#在PHP5.5的程式碼裡，因為並沒有明顯型別定義，只能靠型別推論。盡可能將可以推斷出來的變數類型，定義出來，然後，結合類型推斷，將非該類型的分支程式碼去掉，產生直接可執行的機器碼。然而，類型推斷不能推斷出全部類型，在WordPress中，能夠推斷出來的類型資訊只有不到30%，能夠減少的分支代碼有限。導致JIT以後，直接產生機器碼，產生的ByteCodes太大，最終造成CPU快取命中大幅下降（CPU Cache Miss）。
CPU快取命中是指，CPU在讀取並執行指令的過程中，如果所需的資料在CPU一級快取（L1）中讀取不到，就必須往下繼續尋找，一直到二級快取（L2）和三級快取（L3），最終會嘗試到記憶體區域裡尋找所需的指令數據，而記憶體和CPU快取之間的讀取耗時差距可以達到100倍級別。所以，ByteCodes如果過大，執行指令數量過多，導致多層快取無法容納如此之多的數據，部分指令將不得不被存放到記憶體區域。
CPU的各級快取的大小也是有限的，下圖是Intel i7 920的設定資訊：
因此，CPU快取命中率下降會帶來嚴重的耗時增加，另一方面，JIT帶來的效能提升，也被它所抵銷掉了。
透過JIT，可以降低VM的開銷，同時，透過指令最佳化，可以間接降低記憶體管理的開發，因為可以減少記憶體分配的次數。然而，對於真實的WordPress專案來說，CPU耗時只有25%在VM上，主要的問題和瓶頸實際上並不在VM上。因此，JIT的最佳化計劃，最後沒有被列入該版本的PHP7特性。不過，它很可能會在更後面的版本中實現，這一點也非常值得我們期待哈。
（2）JIT效能的提升效果取決於專案的實際瓶頸
JIT在benchmark中有大幅度的提升，是因為程式碼量比較少，最終產生的ByteCodes也比較小，同時主要的開銷是在VM中。而應用在WordPress實際專案中並沒有明顯的效能提升，原因WordPress的程式碼量要比benchmark大得多，雖然JIT降低了VM的開銷，但是因為ByteCodes太大而又造成CPU快取命中下降和額外的內存開銷，最終變成沒有提升。
不同類型的專案會有不同的CPU開銷比例，也會得到不同的結果，脫離實際專案的效能測試，並不具有很好的代表性。
3). Zval的改變
PHP的各種類型的變量，其實，真正儲存的載體就是Zval，它特徵是海納百川，有容乃大。從本質上看，它是C語言實現的一個結構體（struct）。對於寫PHP的同學，可以將它粗略地理解為是一個類似array數組的東西。
PHP5的Zval，記憶體佔據24個位元組：
Zval結構圖：
圖中Zval的由2個64bits（1位元組=8bit，bit是「位元」）組成，如果變數類型是long、bealoon這些長度不超過64bit的，則直接儲存到value中，就沒有下面的引用了。當變數類型是array、objec、string等超過64bit的，value儲存的就是一個指針，指向真實的儲存結構位址。
對於簡單的變數類型來說，Zval的儲存變得非常簡單且有效率。
不需要引用的類型：NULL、Boolean、Long、Double
需要引用的類型：String、Array、Object、Resource、Reference
4) .內部類型zend_string
Zend_string是實際儲存字串的結構體，實際的內容會儲存在val（char ，字元型）中，而val是一個char數組，長度為1（方便成員變數佔位）。
結構體最後一個成員變數採用char數組，而不是使用char*，這裡有一個小最佳化技巧，可以降低CPU的cache miss。
如果使用char數組，當malloc申請上述結構體內存，是申請在同一片區域的，通常是長度是sizeof(_zend_string) 實際char存儲空間。但是，如果使用char*，那個這個位置儲存的只是一個指針，真實的儲存又在另外一片獨立的記憶體區域內。
使用char[1]與char*的記憶體分配比較：
從邏輯實現的角度來看，兩者其實也沒有太大差別，效果很類似。而實際上，當這些記憶體區塊被載入到CPU的中，就顯得非常不一樣。前者因為是連續分配在一起的同一塊內存，在CPU讀取時，通常都可以一同獲得（因為會在同一級緩存中）。而後者，因為是兩塊內存的數據，CPU讀取第一塊內存的時候，很可能第二塊內存數據不在同一級緩存中，使CPU不得不往L2（二級緩存）以下尋找，甚至到記憶體區域查到想要的第二塊記憶體資料。這裡就會造成CPU Cache Miss，而兩者的耗時最高可以相差100倍。
另外，在字串複製的時候，採用引用賦值，zend_string可以避免的記憶體拷貝。
5）. PHP陣列的變化（HashTable和Zend Array）
在在編寫PHP程式過程中，使用最頻繁的類型莫過於數組，PHP5的數組採用HashTable實作。如果用比較粗略的概括方式來說，它算是一個支援雙向鍊錶的HashTable，不僅支援透過陣列的key來做hash映射存取元素，也能透過foreach以存取雙向鍊錶的方式遍歷數組元素。
PHP5的HashTable：
這個圖看起來很複雜，各種指標跳來跳去，當我們透過key值存取一個元素內容的時候，有時需要3次的指針跳躍才能找對需要的內容。而最重要的一點，就在於這些數組元素存儲，都是分散在各個不同的記憶體區域的。同理可得，在CPU讀取的時候，因為它們就很可能不在同一級快取中，會導致CPU不得不到下級快取甚至記憶體區域查找，也就是造成CPU快取命中下降，進而增加更多的耗時。
PHP7的Zend Array（截圖來自PPT）：
#新版本的陣列結構，非常簡潔，讓人眼睛一亮。最大的特點是，整塊的陣列元素和hash映射表全部連接在一起，被分配在同一塊記憶體內。如果是遍歷一個整數的簡單型別數組，效率會非常快，因為，數組元素（Bucket）本身是連續分配在同一塊記憶體裡，而且，數組元素的zval會把整數元素儲存在內部，也不再有指針外鏈，全部資料都儲存在目前記憶體區域內。當然，最重要的是，它能夠避免CPU Cache Miss（CPU快取命中率下降）。
Zend Array的變化：
（1） 陣列的value預設為zval。
（2） HashTable的大小從72下降到56字節，減少22%。
（3） Buckets的大小從72下降到32位元組，減少50%。
（4） 陣列元素的Buckets的記憶體空間是一同分配的。
（5） 陣列元素的key（Bucket.key）指向zend_string。
（6） 陣列元素的value被嵌入到Bucket中。
（7）降低CPU Cache Miss。
6).函數呼叫機制（Function Calling Convention）
PHP7改進了函數的呼叫機制，透過優化參數傳遞的環節，減少了一些指令，提高執行效率。
PHP5的函數呼叫機制（截圖來自於PPT）：
圖中，在vm堆疊中的指令send_val和recv參數的指令是相同，PHP7透過減少這兩個重複，來達到對函數呼叫機制的底層最佳化。
PHP7的函數呼叫機制（截圖來自PPT）：
##7). 透過巨集定義和內嵌函數（inline），讓編譯器提前完成部分工作
#
C語言的巨集定義會被在預處理階段（編譯階段）執行，提前將部分工作完成，無需在程式運行時分配內存，能夠實現類似函數的功能，卻沒有函數呼叫的壓棧、彈棧開銷，效率會比較高。內聯函數也類似，在預處理階段，將程式中的函數替換為函數體，真實運行的程式執行到這裡，就不會產生函數呼叫的開銷。
PHP7在這方面做了不少的最佳化，將不少需要在執行階段要執行的工作，放到了編譯階段。例如參數類型的判斷（Parameters Parsing），因為這裡涉及的都是固定的字元常數，因此，可以放到編譯階段來完成，進而提升後續的執行效率。
例如下圖中處理傳遞參數類型的方式，從左邊的寫法，最佳化為右邊巨集的寫法。
#
Scalar Type Declarations #標量類型宣告
#Anonymous Classes匿名類別
#特定範例說明：
#更多的Error變成可捕獲的Exception
PHP7 實作了一個全域的throwable接口，原來的Exception與部分Error都實作了這個介面（interface）， 以介面的方式定義了異常的繼承結構。於是，PHP7中更多的Error變為可捕獲的Exception返回給開發者，如果不進行捕獲則為Error，如果捕獲就變為一個可在程序 內處理的Exception。這些可被捕獲的Error通常都是不會對程式造成致命傷害的Error，例如函數不存。 PHP7進一步方便開發者處理，讓開 發者對程式的掌控能力更強。因為在預設情況下，Error會直接導致程式中斷，而PHP7則提供捕捉並且處理的能力，讓程式繼續執行下去，為程式設計師提供更 靈活的選擇。
######如下圖的範例############# ##############AST（Abstract Syntax Tree，抽象語法樹）#######
AST在PHP編譯過程中作為一個中間件的角色，取代原來直接從解釋器吐出opcode的方式，讓解釋器（parser）和編譯器（compliler）解耦，可以減少一些Hack程式碼，同時，讓實作更容易理解和可維護。
PHP5：
#PHP7：
Native TLS（Native Thread local storage，原生線程本地存儲）
PHP在多執行緒模式下（例如，Web伺服器Apache的woker和event模式，就是多執行緒），需要解決「執行緒安全」（TS，Thread Safe）的問題，因為執行緒是共享進程的記憶體空間的，所以每個執行緒本身需要透過某種方式，建構私有的空間來保存自己的私有數據，避免和其他執行緒相互污染。而PHP5採用的方式，就是維護一個全域大數組，為每個執行緒分配一份獨立的儲存空間，而執行緒透過各自擁有的key值來存取這個全域資料組。
而這個獨特的key值在PHP5中需要傳遞給每一個需要用到全域變數的函數，PHP7認為這種傳遞的方式並不友好，並且存在一些問題。因而，嘗試採用一個全域的執行緒特定變數來保存這個key值。
相關的Native TLS問題：https://wiki.php.net/rfc/native-tls
Combined comparison Operator (< ;=>) 結合比較運算子(<=>)
// PHP 7之前的写法：比较两个数的大小
function order_func($a, $b) {
return ($a < $b) ? -1 : (($a > $b) ? 1 : 0);
}
// PHP新增的操作符 <=>,perfect
function order_func($a, $b) {
return $a <=> $b;
}Return Type Declarations 回傳類型宣告與Scalar Type Declarations 標量類型宣告
PHP語言一個非常重要的特點是“弱類型”，它讓PHP的程式變得非常容易編寫，新手接觸PHP能夠快速上手，不過，它也伴隨著一些爭議。支持變數類型的定義，可以說是革新性質的變化，PHP開始以可選的方式支援類型定義。除此之外，還引入了一個開關指令declare(strict_type=1);，當這個指令一旦開啟，將會強制當前文件下的程序遵循嚴格的函數傳參類型和返回類型。
例如一個add函數加上型別定義，可以寫成這樣：
如果配合強制型別類型開關指令，則可以變成這樣：
如果不開啟strict_type，PHP將會嘗試幫你轉換成要求的類型，而開啟之後，會改變PHP就不再做類型轉換，類型不匹配就會拋出錯誤。對於喜歡「強型別」語言的同學來說，這是一大福音。
更詳細的介紹： https://wiki.php.net/rfc/scalar_type_hints_v5 PHP7標量類型宣告RFC
#為啥直接PHP5.6跳到PHP7(Reasons given why we need to skip to PHP 7)
There are several reasons of why we shouldn't reuse version 6 for the next major version of PHP.
#cli
cgi
#fpm
apache （FastCGI 和FPM 可能會快得多如果mod_php 建構成PIC)
apache2handler
bcmath
bz2
「行事曆
#
ctype
curl
#date
readline
recode
#Reflection
tidy
#wddx
xml
xmlreader
xmlwriter
#xsl
########## ########zlib############Unsupported Extensions (not converted yet)############interbase########## ###mssql############oci8#############pdo_dblib############pdo_oci######## #####sybase_ct############讓PHP 7達到最高效能的幾個Tips############PHP7 VS PHP5.6###### ####
1、Opcache
記得啟用Zend Opcache，因為PHP7即使不啟用Opcache速度也比PHP-5.6啟用了Opcache快，所以之前測試時期就發生了有人一直沒有啟用Opcache的事情。啟用Opcache非常簡單，在php.ini設定檔中加入:
#zend_extension=opcache.so
#opcache.enable=1
opcache.enable_cli=1"
2、使用新的編譯器
#使用新一點的編譯器，推薦GCC 4.8以上，因為只有GCC 4.8以上PHP才會開啟Global Register for opline and execute_data支持，這個會帶來5%左右的性能提升(Wordpres的QPS角度衡量)
#其實GCC 4.8以前的版本也支持，但我們發現它支援的有Bug，所以必須是4.8以上的版本才會開啟這個特性。
3、HugePage
我之前的文章也介紹過: 讓你的PHP7更快之Hugepage ，先在系統中開啟HugePages，然後開啟Opcache的huge_code_pages。
以我的CentOS 6.5為例，透過：
##$sudo sysctl vm.nr_hugepages=512
分配512個預留的大頁記憶體：
$ cat /proc/meminfo | grep Huge
AnonHugePages: 106496 kB#
HugePages_Total: 512
HugePages_Free: 504
HugePages_Rsvd: 27
Hugepagesize: 2048 kB##########################然後在php .ini加入：###########################opcache.huge_code_pages=1############## ###########這樣一來，PHP會把自身的text段，以及記憶體分配中的huge都採用大記憶體頁來保存，減少TLB miss，從而提高效能。 ######
4、Opcache file cache
開啟Opcache File Cache(實驗性)，透過開啟這個，我們可以讓Opcache把opcode快取快取到外部檔案中，對於一些腳本，會有很明顯的效能提升。
在php.ini加入:
#opcache.file_cache=/tmp
這樣PHP就會在/tmp目錄下Cache一些Opcode的二進位匯出文件，可以跨PHP生命週期存在。
5、PGO
#我之前的文章:讓你的PHP7更快(GCC PGO) 也介紹過，如果你的PHP是專門為一個專案服務，例如只是為你的Wordpress，或者drupal，或者其他什麼，那麼你就可以嘗試透過PGO，來提升PHP ，專門為你的這個專案提高性能。
具體的，以wordpress 4.1為最佳化場景。首先在編譯PHP的時候首先:
#$ make prof-gen
然後用你的專案訓練PHP，例如對於Wordpress:
#$ sapi/cgi/php-cgi -T 100 /home/huixinchen/local/www/htdocs/wordpress/index.php >/dev/null
也就是讓php-cgi跑100遍wordpress的首頁，從而產生一些在這個過程中的profile資訊。
#最後：
######################### ###$ make prof-clean#######
$ make prof-use
#這時候你編譯得到的PHP7，就是為你的專案量身打造的最高效能的編譯版本。
暫時就這麼多吧，以後想起來再加，歡迎大家試試，thanks。
以上是詳解PHP7新特性 What will be in PHP 7的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！
