深入理解PHP的INI配置

好久没更了,今天读到一篇介绍非常详细的文章,转载一下,凑个数。

转自:http://www.cnblogs.com/driftcloudy/p/4011954.html

这篇文章不会详细叙述某个ini配置项的用途,这些在手册上已经讲解的面面俱到。我只是想从某个特定的角度去挖掘php的实现机制,会涉及到一些php内核方面的知识:-)

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_hashEG(ini_directives)以及PGBGPCRE_GJSON_GXXX_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。

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_startupphp_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_startupphp_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。

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。

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。

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)

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; // 配置项的值
uint value_length;
char *orig_value; // 配置项的原始值
uint orig_value_length;
int orig_modifiable; // 配置项的原始modifiable
int modified; // 是否发生过修改,如果有修改,则orig_value会保存修改前的值
void (*displayer)(zend_ini_entry *ini_entry, int type);
};

将配置作用到模块——REGISTER_INI_ENTRIES
经常能够在不同扩展的PHP_MINIT_FUNCTION里看到REGISTER_INI_ENTRIES。REGISTER_INI_ENTRIES主要负责完成两件事情,第一,对模块的全局空间XXX_G进行填充,同步configuration_hash中的值到XXX_G中去。其次,它还生成了EG(ini_directives)。

REGISTER_INI_ENTRIES也是一个宏,展开之后实则为zend_register_ini_entries方法。具体来看下zend_register_ini_entries的实现:

ZEND_API int zend_register_ini_entries(const zend_ini_entry *ini_entry, int module_number TSRMLS_DC) /* {{{ */
{
// ini_entry为zend_ini_entry类型数组,p为数组中每一项的指针
const zend_ini_entry *p = ini_entry;
zend_ini_entry *hashed_ini_entry;
zval default_value;
// EG(ini_directives)就是registered_zend_ini_directives
HashTable *directives = registered_zend_ini_directives;
zend_bool config_directive_success = 0;
// 还记得ini_entry最后一项固定为{ 0, 0, NULL, ... }么
while (p->name) {
config_directive_success = 0;
// 将p指向的zend_ini_entry加入EG(ini_directives)
if (zend_hash_add(directives, p->name, p->name_length, (void*)p, sizeof(zend_ini_entry), (void **) &hashed_ini_entry) == FAILURE) {
zend_unregister_ini_entries(module_number TSRMLS_CC);
return FAILURE;
}
hashed_ini_entry->module_number = module_number;
// 根据name去configuration_hash中查询,取出来的结果放在default_value中
// 注意default_value的值比较原始,一般是数字、字符串、数组等,具体取决于php.ini中的写法
if ((zend_get_configuration_directive(p->name, p->name_length, &default_value)) == SUCCESS) {
// 调用on_modify更新到模块的全局空间XXX_G中
if (!hashed_ini_entry->on_modify || hashed_ini_entry->on_modify(hashed_ini_entry, Z_STRVAL(default_value), Z_STRLEN(default_value), hashed_ini_entry->mh_arg1, hashed_ini_entry->mh_arg2, hashed_ini_entry->mh_arg3, ZEND_INI_STAGE_STARTUP TSRMLS_CC) == SUCCESS) {
hashed_ini_entry->value = Z_STRVAL(default_value);
hashed_ini_entry->value_length = Z_STRLEN(default_value);
config_directive_success = 1;
}
}
// 如果configuration_hash中没有找到,则采用默认值
if (!config_directive_success && hashed_ini_entry->on_modify) {
hashed_ini_entry->on_modify(hashed_ini_entry, hashed_ini_entry->value, hashed_ini_entry->value_length, hashed_ini_entry->mh_arg1, hashed_ini_entry->mh_arg2, hashed_ini_entry->mh_arg3, ZEND_INI_STAGE_STARTUP TSRMLS_CC);
}
p++;
}
return SUCCESS;
}

简单来说,可以把上述代码的逻辑表述为:

1、将模块声明的ini配置项添加到 EG(ini_directives)中。注意,ini配置项的值可能在随后被修改。
2、尝试去configuration_hash中寻找各个模块需要的ini。

- 如果能够找到,说明用户叜ini文件中配置了该值,那么采用用户的配置。
- 如果没有找到,OK,没有关系,因为模块在声明ini的时候,会带上默认值。

3、将ini的值同步到XX_G里面。毕竟在php的执行过程中,起作用的还是这些XXX_globals。具体的过程是调用每条ini配置对应的on_modify方法完成,on_modify由模块在声明ini的时候进行指定。

我们来具体看下on_modify,它其实是一个函数指针,来看两个具体的Core模块的配置声明:

STD_PHP_INI_BOOLEAN("log_errors", "0", PHP_INI_ALL, OnUpdateBool, log_errors, php_core_globals, core_globals)
STD_PHP_INI_ENTRY("log_errors_max_len","1024", PHP_INI_ALL, OnUpdateLong, log_errors_max_len, php_core_globals, core_globals)

对于log_errors,它的on_modify被设置为OnUpdateBool,对于log_errors_max_len,则on_modify被设置为OnUpdateLong。

进一步假设我们在php.ini中的配置为:

log_errors = On
log_errors_max_len = 1024

具体来看下OnUpdateBool函数:

ZEND_API ZEND_INI_MH(OnUpdateBool)
{
zend_bool *p;
// base表示core_globals的地址
char *base = (char *) mh_arg2;
// p表示core_globals的地址加上log_errors字段的偏移量
// 得到的即为log_errors字段的地址
p = (zend_bool *) (base+(size_t) mh_arg1);
if (new_value_length == 2 && strcasecmp("on", new_value) == 0) {
*p = (zend_bool) 1;
}
else if (new_value_length == 3 && strcasecmp("yes", new_value) == 0) {
*p = (zend_bool) 1;
}
else if (new_value_length == 4 && strcasecmp("true", new_value) == 0) {
*p = (zend_bool) 1;
}
else {
// configuration_hash中存放的value是字符串"1",而非"On"
// 因此这里用atoi转化成数字1
*p = (zend_bool) atoi(new_value);
}
return SUCCESS;
}

最令人费解的估计就是mh_arg1和mh_arg2了,其实对照前面所述的zend_ini_entry定义,mh_arg1,mh_arg2还是很容易参透的。mh_arg1表示字节偏移量,mh_arg2表示XXX_globals的地址。因此,(char *)mh_arg2 + mh_arg1的结果即为XXX_globals中某个字段的地址。具体到本case中,就是计算core_globals中log_errors的地址。因此,当OnUpdateBool最后执行到

*p = (zend_bool) atoi(new_value);

其作用就相当于

core_globals.log_errors = (zend_bool) atoi("1");

分析完了OnUpdateBool,我们再来看OnUpdateLong便觉得一目了然:

ZEND_API ZEND_INI_MH(OnUpdateLong)
{
long *p;
char *base = (char *) mh_arg2;
// 获得log_errors_max_len的地址
p = (long *) (base+(size_t) mh_arg1);
// 将"1024"转化成long型,并赋值给core_globals.log_errors_max_len
*p = zend_atol(new_value, new_value_length);
return SUCCESS;
}

最后需要注意的是,zend_register_ini_entries 函数中,如果 configuration_hash 中存在配置,则当调用 on_modify 结束后,hashed_ini_entry 中的valuevalue_length会被更新。也就是说,如果用户在php.ini中配置过,则 EG(ini_directives) 存放的就是实际配置的值。如果用户没配,EG(ini_directives) 中存放的是声明zend_ini_entry时给出的默认值。

zend_register_ini_entries中的default_value变量命名比较糟糕,相当容易造成误解。其实default_value并非表示默认值,而是表示用户实际配置的值。

总结

至此,三块数据configuration_hash,EG(ini_directives)以及PG、BG、PCRE_G、JSON_G、XXX_G…已经都交代清楚了。

总结一下:

1、configuration_hash,存放php.ini文件里的配置,不做校验,其值为字符串。
2、EG(ini_directives),存放的是各个模块中定义的 zend_ini_entry,如果用户在php.ini配置过(configuration_hash 中存在),则值被替换为 configuration_hash 中的值,类型依然是字符串。
3、XXX_G,该宏用于访问模块的全局空间,这块内存空间可用来存放ini配置,并通过on_modify指定的函数进行更新,其数据类型由XXX_G中的字段声明来决定。