认识PHP8

认识PHP8

　　PHP 团队于2020年11月26日宣布 PHP 8 正式发布！这意味着将不会有 PHP 7.5 版本。PHP8 目前正处于非常活跃的开发阶段，所以在接下来的几个月里，情况可能会发生很大的变化。我也分享一些研究PHP 8 的心得，希望PHPer大家一起共同进步。首先说一下最受关注的JIT。　

JIT

　　由于 PHP 8 是一个新的大版本，因此升级版本，代码被破坏的可能性更高。如果项目始终保持运行 PHP 的最新版本，那么升级相对来说就会轻松很多，因为在 7. * 版本中，大多数重大更改均已弃用。除重大更改外，PHP 8 还带来了一些不错的新功能，比如说 JIT 编译器 , 联合类型 , 属性，以及更多。很多人可能对JIT有很深的误解，觉得引入JIT之后性能就能提高10倍跟V8平起平坐了，事实上不是这样的。JIT技术的水很深，动态语言的JIT尤其困难，V8的诞生几乎可以说是一个技术奇迹。以PHP社区的技术水平，我谨慎地不看好他们解决这个问题的能力，毕竟Facebook的HHVM也没有完全解决，最后是靠Hacklang补全PHP的语法功能之后才基本圆满解决的。

动态语言的JIT本质要解决的问题之中，生成汇编只是一小部分，对于弱类型和动态类型语言来说，优化内存布局也是重点。例如，对于JavaScript和Python来说，以前对象内部是一个HashMap，这种数据结构的访问效率比较低，导致访问对象的每个属性都很慢，在JIT之后会将它优化成类似C++的平铺式的布局，将属性的值按顺序放在特定的位置上，这就带来一些新的要求：

1. 没有类型标注的情况下，JIT只能猜测类型而无法肯定，那么使用优化的类型布局之前需要进行额外的检测，判断是否的确为预想的类型；

2. 属性的类型也需要进一步推测，使用时也需要检验；

3. JavaScript、Python乃至PHP都支持在对象创建之后为它添加新的属性。之前符合推测的类型后来添加或者删除了属性，要怎么处理？

　　除此之外，调用函数时候如何优化调用开销也是一个重点，本质上跟优化对象的内存布局是类似的，可以将传入参数看成是构建一个有多个属性的对象，每个属性的类型不同。局部变量也需要有选择性地优化到寄存器、栈和堆当中。

　　PHP在这里的优势是支持类型标注，缺点是所有Hacklang里面修改掉的部分：

1. 不支持泛型，尤其是array类型不支持泛型。将一个变量类型标注为array几乎没有任何帮助，PHP中的array可以是顺序表也可以是hashmap，还可以混着，value的类型也不确定，这些都对类型优化有很高要求。Hacklang就推荐废掉array改用vector等几个确定类型且支持泛型的数据结构。

2. reference这个功能，这个功能非常容易成为内存布局优化的障碍，也会阻碍JIT生成高效代码，尤其是数组中可以存储reference这件事，JIT编译器完全无法从字面上判断某条对array元素赋值的语句是否会影响环境中的其它变量的值。这也是为什么Hacklang直接删掉了这个功能。

3. 其他参考Hacklang的变更

　　之前版本（PHP7）抠解释器实现带来的性能优化也会是一个阻碍，JIT的时候这些都得放弃掉，因为内存布局不一样了，这样可能导致最初的时候许多应用JIT反而变慢。所以，PHP8如果解决不了这些问题，最大的可能是许多microbenchmark速度大幅上升，但整体应用性能持平，自娱自乐。

联合类型

　　考虑到 PHP 动态语言类型的特性，现在很多情况下，联合类型都是很有用的。联合类型是两个或者多个类型的集合，表示可以使用其中任何一个类型。

public function foo(Foo|Bar $input): int|float;

联合类型中不包含 void，因为 void 表示的含义是 “根本没有返回值”。另外，可以使用 |null 或者现有的 ? 表示法来表示包含 nullable 的联合体 ：

public function foo(Foo|null $foo): void;

public function bar(?Bar $bar): void;

属性

　　属性在其他语言中通常被称为 注解 ，提供一种在无需解析文档块的情况下将元数据添加到类中的方法。

use App\Attributes\ExampleAttribute;

<<ExampleAttribute>>
class Foo
{
    <<ExampleAttribute>>
    public const FOO = 'foo';

    <<ExampleAttribute>>
    public $x;

    <<ExampleAttribute>>
    public function foo(<<ExampleAttribute>> $bar) { }
}

新增 mixed 类型

　　有人将其称为必要的邪恶产物：因为mixed 类型让许多人感觉十分混乱。然而，缺少类型在 PHP 中会导致很多情况：

函数不返回任何内容或返回空值
我们需要多种类型的一种类型
我们需要的是 PHP 中不能进行类型提示的类型
因为上述原因，添加 mixed 类型是一件很棒的事儿。mixed 本身可以代表下列类型中的任一类型：

• array

• bool

• callable

• int

• float

• null

• object

• resource

• string

　　请注意，mixed 不仅仅可以用来作为返回类型，还可以用作参数和属性类型。

　　另外，还需要注意，因为 mixed 类型已经包括了 null，因此 mixed 类型不可为空。下面的代码会触发致命错误：

// 致命错误：混合类型不能为空，null已经是混合类型的一部分。
function bar(): ?mixed {}

throw 表达式

　　将 throw 从一个语句更改为一个表达式，这使得可以在很多新地方抛出异常：

$triggerError = fn () => throw new MyError();

$foo = $bar['offset'] ?? throw new OffsetDoesNotExist('offset');

允许对对象使用 ::class

　　一个很小但是很有用的新特性：现在可以在对象上使用 :: class ，而不必在对象上使用 get_class() ，它的工作方式跟 get_class() 相同。

$foo = new Foo();

var_dump($foo::class);

Non-capturing catches

　　在 PHP 8 之前，无论何时你想要捕获一个异常，你都需要先将其存储到一个变量中，不管这个变量你是否会用到。通过 Non-capturing catches 你可以忽略变量，所以替换下面的代码：

try {
    // 执行错误代码段
} catch (MySpecialException $exception) {
    Log::error("错误");
}

　你现在可以这么做：

try {
    // 执行错误代码段
} catch (MySpecialException) {
    Log::error("错误");
}

　　请注意，必须始终指定类型，不允许将 catch 留空，如果你想要捕获所有类型的异常和错误，需要使用 Throwable 作为捕获类型。

新增 str_contains() 函数

　　这是早该出现的函数，我们最终不必再依赖 strpos 来知道一个字符串是否包含另一个字符串。

　　无需这样做：

if (strpos('string with lots of words', 'words') !== false) { /* … */ }

现在可以这样了：

if (str_contains('string with lots of words', 'words')) { /* … */ }

新增 str_starts_with() 和 str_ends_with() 函数

　　也是一组早该出现的函数，顾名思义：

str_starts_with('haystack', 'hay'); // true
str_ends_with('haystack', 'stack'); // true

重新分类的错误信息

许多以前仅触发警告或通知的错误已转换为适当的错误。以下警告已更改。

• 变量未定义：Error 异常代替通知

• 数组索引未定义：警告代替通知

• 除以零：DivisionByZeroError 异常代替警告

• 尝试添加 / 移除非对象的属性 '% s' ：Error 异常代替警告

• 尝试修改非对象的属性 '% s' ：Error 异常代替警告

• 尝试分配非对象的属性 '% s' ：Error 异常代替警告

• 从空值创建默认对象：Error 异常代替警告

• 尝试获取非对象的属性 '% s' ：警告代替通知

• 未定义的属性：% s::$% s：警告代替通知

• 无法添加元素到数组，因为下一个元素已被占用：Error 异常代替警告

• 无法在非数组变量中销毁偏移量：Error 异常代替警告

• 无法将标量值用作数组：Error 异常代替警告

• 只有数组和 Traversables 可以被解包：TypeError 异常代替警告

• 为 foreach () 提供了无效的参数：TypeError 异常代替警告

• 偏移量类型非法：TypeError 异常代替警告

• isset 或 empty 中的偏移量类型非法：TypeError 异常代替警告

• unset 中的偏移量类型非法：TypeError 异常代替警告

• 数组到字符串的转换：警告代替通知

• 资源 ID#% d 用作偏移量，转换为整数 (% d)：警告代替通知

• 发生字符串偏移量转换：警告代替通知

• 未初始化的字符串偏移量：% d：警告代替通知

• 无法将空字符串分配给字符串偏移量：Error 异常代替警告

• 提供的资源不是有效的流资源：TypeError 异常代替警告

@ 运算符不再使致命错误不提醒

　　@符是一个偷懒解决问题的办法，此更改可能会使 PHP 8 之前的版本被 @ 隐藏的错误再次显示出来。请确保在生产服务器上设置了 display_errors=Off ！

默认错误报告级别

　　现在的默认错误报告级别是 E_ALL 而不是之前的除 E_NOTICE 和 E_DEPRECATED 的所有内容。这意味着可能会弹出许多错误，这些错误以前曾被忽略，尽管在 PHP 8 之前的版本中可能已经存在。

默认 PDO 错误模式

　　这个改动很坑，PDO 的默认错误模式改为静默。这意味着当出现 SQL 错误时，除非开发人员实现了自己的错误处理，否则不会发出任何错误或警告，也不会引发任何异常。

串联优先级

　　在 PHP 7.4 中已废弃，在8.0开始生效。如果你像这样子书写：

echo "sum: " . $a + $b;

PHP 以前会如是理解：

echo ("sum: " . $a) + $b;

PHP 8 ：

echo "sum: " . ($a + $b);

暂时就讲这些比较有用的新特性吧，一些不常用的就不浪费大家时间了。

关于万众期待的JIT，我还想说一些，JIT会让我的项目更快吗？

　　很有可能并不明显。也许不是我们期望的答案：在一般情况下，用PHP编写的应用程序是I/O绑定的，然而JIT在CPU绑定的代码上工作得最好。

关于I/O绑定和CPU绑定最简单的说法是：

• 如果我们能够改进（减少、优化）它所做的I/O，那么一段I/O绑定的代码将会运行得更快。

• 如果我们能够改进（减少、优化）CPU正在执行的指令，或者（神奇地）提高CPU的时钟速度，那么一段CPU限制的代码就会运行得更快。

• 一段代码或一个应用程序可以是I/O绑定、CPU绑定，或者与CPU和I/O同等绑定。

• 一般来说，PHP应用程序往往是I/O绑定的——减慢它们速度的是它们正在执行的I/O——连接、读取和写入数据库、缓存、文件、套接字等等。

PHP实际上相当快，它是世界上解释速度最快的语言之一。Zend VM调用与I/O无关的函数，和在机器代码中进行相同的调用之间，没有显著的区别。而PHP的瓶颈也从来不是其他的，正是I/O。

所以JIT好像没什么用？

　　其实不然，引入JIT总体来讲是一个积极正面的发展：

1. 目前已经很难通过常规手段提升 PHP 的性能，JIT 基本上是目前性能提升的唯一手段；

2. JIT 带来的性能提升可以让 PHP 在更多使用场景（ CPU 密集）中发挥作用；

3. 可以使用 PHP 来开发内置函数，而不用担心性能方面的问题。这一方面可以加速语言的发展（更多PHPer可以参与进来），同时也可以减少目前使用 C 开发内置函数，容易出现的内存管理、溢出等问题。

　　JIT的引入，对整个语言的使用场景扩展，及语言生态发展有很深远的意义。语言可以有局限，但是人拥有无限可能。许多PHPer把自己局限在web一个角落内里。JIT的引入，现在人人都可以去拥抱PHP带来的转变与生态：Swoole解决了IO密集场景问题，JIT解决了运算密集场景问题，未来PHP的发展更让人期待。