百度工程师讲PHP函数的实现原理及性能分析（二

这篇文章深入了百度工程师PHP函数实现原理及其性能分析（二）。它涵盖了类方法、性能对比、内置函数和用户函数性能对比等多个层面，对需要深入了解PHP函数性能的朋友来说，具有很高的参考价值。

一、关于类方法

类方法的执行原理和用户函数相似，都是通过转换成opcodes来依次调用。在PHP的zend引擎实现中，类的相关信息被保存在一个叫做zend_class_entry的数据结构中，这个结构在PHP编译时就已经处理完成。类方法的实现和常规函数基本相同，理论上它们的性能差异不大。我们后面将进行详细的性能对比。

二、性能对比

1. 函数名长度对性能的影响

测试方法：对比名字长度为1、2、4、8、16的函数的性能，通过测试它们每秒可执行的次数来确定函数名长度对性能的影响。

测试结果及分析：从测试结果可以看出，函数名的长度确实会对性能产生影响。一个长度为1的函数和长度为16的空函数调用，性能差异达到了一倍。这是因为函数调用时需要在全局的function_table中通过函数名查询相关信息，function_table是一个哈希表。函数名越长，查询所需的时间就越多。在实际编程中，对于会多次调用的函数，建议给它们起一些简短的名字。

2. 函数个数对性能的影响

测试方法：在以下三种环境下进行函数调用测试：程序仅包含1个函数、程序包含100个函数、程序包含1000个函数。测试这三种情况下每秒所能调用的函数次数。

测试结果及分析：测试结果表明，这三种情况下性能几乎没有差别，随着函数个数的增加，性能下降微乎其微，可以忽略。这是因为所有的函数都放在一个hash表中，无论函数个数多少，查找效率都接近于O(1)，所以性能差距不大。

3. 不同类型函数调用消耗

测试方法：选取用户函数、类方法、静态方法、内置函数各一种，测试它们的调用消耗。主要测试空函数的调用次数，以去除其他影响。

测试结果及分析：用户自己编写的PHP函数，不管是哪种类型，效率都相近，约为280w/s。而内置函数的效率远高于用户函数，达到780w/s，是用户函数的3倍。可见，内置函数调用的开销远低于用户函数。这是因为用户函数调用时需要初始化符号表、接收参数等操作，而内置函数的执行则更加高效。

三、内置函数和用户函数性能对比

测试方法：选取几个常用的内置函数和用PHP实现相同功能的用户函数进行性能对比。测试的函数包括字符串截取(substr)、十进制转二进制(decbin)、求最小值(min)和返回数组中的所有键(array_keys)。

测试结果及分析：测试结果表明，内置函数的总体性能远高于普通用户函数。特别是对于涉及到字符串操作的函数，差距达到了一个数量级。在使用函数时，如果某功能有相应的内置函数，应优先使用内置函数而不是自己编写PHP函数。对于涉及到大量字符串操作的功能，为提高性能，可以考虑使用扩展来实现。

四、与C函数性能对比

测试方法：选取字符串操作和算术运算的几种函数进行对比，包括PHP用扩展实现的函数。测试的三种函数是简单的一次算法运算、字符串比较和多次的算法运算。

（此处未给出具体测试结果和分析）在实际性能测试中，PHP与C函数的性能差异会受到多种因素的影响。C语言的执行效率高于PHP，但差异程度会因具体应用场景而异。在实际开发中，需要根据具体需求和场景来选择合适的编程语言和方式。除了测试函数本身的性能外，我们还会对去掉空调开销后的性能进行测试。通过对比C语言实现的函数和PHP内置函数在执行10万次操作的时间消耗，来进一步了解两者之间的差异。测试结果如下图所示。

接下来对测试结果进行分析。在去掉php函数空调用的影响后，内置函数和C函数的开销差距较小。随着函数功能的复杂化，两者的性能逐渐趋于接近。从之前的函数实现分析来看，内置函数本身就是用C语言实现的，因此在处理复杂任务时，C和PHP函数的性能差距相对较小。相对于C语言，PHP函数调用的开销仍然较大，对于简单函数来说，这种性能影响尤为明显。在PHP中，函数的嵌套封装不宜过深。

在PHP中，有一类特殊的函数值得我们关注，它们被称为伪函数或指令函数。这些函数在使用上遵循标准的函数调用方式，但它们的底层实现却与真正的函数调用截然不同。这些函数不属于之前提到的任何一类函数，它们实质上是一条单独的opcode。

伪函数与标准函数在外观和行为上非常相似，但在执行时，它们被Zend引擎反映为一条对应的指令（opcode）来调用。它们的实现更接近于像if、for、算术运算等操作。在PHP中，常见的伪函数包括isset、empty、unset和eval等。

由于伪函数被直接翻译成指令执行，它们比普通函数少了一次函数调用所带来的开销，因此性能更佳。为了对比伪函数和普通函数的性能，我们进行了如下测试。以Array_key_exists和isset为例，它们都可以判断数组中某个key是否存在，我们比较它们的性能表现。

测试结果表明，isset的性能远远超过了array_key_exists，几乎是后者的4倍。即使与空函数调用相比，isset的性能也要高出1倍左右。这一结果再次印证了PHP函数调用的开销相对较大。在开发过程中，合理选用PHP中的函数，尤其是对于那些频繁调用的函数，对于提高整体性能至关重要。