PHP7 中的标量和严格类型是性能增强功能吗？

Question

从 PHP7 开始，我们现在可以 use scalar typehint and ask for strict types on a per-file basis。使用这些功能是否有任何性能优势？如果是，如何？

关于互联网，我只发现了概念上的好处，例如：

更精确的错误
避免不需要的类型强制问题
更多语义代码，避免在使用他人代码时产生误解
更好IDE代码评价

Answer 1

今天，在 PHP7 中使用标量和严格类型并没有提高性能。

PHP7 没有 JIT 编译器。

如果在将来的某个时候 PHP 确实获得了 JIT 编译器，那么不难想象可以使用附加类型信息执行的优化。

在没有 JIT 的情况下进行优化时，标量类型只是部分有用。

让我们看下面的代码：

<?php
function (int $a, int $b) : int {
    return $a + $b;
}
?>

这是 Zend 为此生成的代码：

function name: {closure}
L2-4 {closure}() /usr/src/scalar.php - 0x7fd6b30ef100 + 7 ops
 L2    #0     RECV                    1                                         $a                  
 L2    #1     RECV                    2                                         $b                  
 L3    #2     ADD                     $a                   $b                   ~0                  
 L3    #3     VERIFY_RETURN_TYPE      ~0                                                            
 L3    #4     RETURN                  ~0                                                            
 L4    #5     VERIFY_RETURN_TYPE                                                                    
 L4    #6     RETURN                  null

ZEND_RECV is the opcode that performs type verification and coercion for the received parameters. The next opcode is ZEND_ADD:

ZEND_VM_HANDLER(1, ZEND_ADD, CONST|TMPVAR|CV, CONST|TMPVAR|CV)
{
    USE_OPLINE
    zend_free_op free_op1, free_op2;
    zval *op1, *op2, *result;

    op1 = GET_OP1_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R);
    op2 = GET_OP2_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R);
    if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_LONG)) {
        if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) {
            result = EX_VAR(opline->result.var);
            fast_long_add_function(result, op1, op2);
            ZEND_VM_NEXT_OPCODE();
        } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) {
            result = EX_VAR(opline->result.var);
            ZVAL_DOUBLE(result, ((double)Z_LVAL_P(op1)) + Z_DVAL_P(op2));
            ZEND_VM_NEXT_OPCODE();
        }
    } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_DOUBLE)) {
        if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_DOUBLE)) {
            result = EX_VAR(opline->result.var);
            ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + Z_DVAL_P(op2));
            ZEND_VM_NEXT_OPCODE();
        } else if (EXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_LONG)) {
            result = EX_VAR(opline->result.var);
            ZVAL_DOUBLE(result, Z_DVAL_P(op1) + ((double)Z_LVAL_P(op2)));
            ZEND_VM_NEXT_OPCODE();
        }
    }

    SAVE_OPLINE();
    if (OP1_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op1) == IS_UNDEF)) {
        op1 = GET_OP1_UNDEF_CV(op1, BP_VAR_R);
    }
    if (OP2_TYPE == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_INFO_P(op2) == IS_UNDEF)) {
        op2 = GET_OP2_UNDEF_CV(op2, BP_VAR_R);
    }
    add_function(EX_VAR(opline->result.var), op1, op2);
    FREE_OP1();
    FREE_OP2();
    ZEND_VM_NEXT_OPCODE_CHECK_EXCEPTION();
}

在不了解任何代码的作用的情况下，您会发现它相当复杂。

因此目标将完全省略 ZEND_RECV，并将 ZEND_ADD 替换为 ZEND_ADD_INT_INT，这不需要执行任何检查（除了保护）或分支，因为类型参数已知。

为了省略这些，并获得 ZEND_ADD_INT_INT，您需要能够在编译时可靠地推断出 $a 和 $b 的类型。编译时推断有时很容易，例如，$a 和 $b 是文字整数或常量。

从字面上看 yesterday，PHP 7.1 有一些非常相似的东西：现在有一些高频操作码的特定类型处理程序，如 ZEND_ADD。 Opcache 能够推断出一些变量的类型，它甚至能够在某些情况下推断出数组中变量的类型，并更改生成的操作码以使用正常 ZEND_ADD，以使用特定类型的处理程序：

ZEND_VM_TYPE_SPEC_HANDLER(ZEND_ADD, (res_info == MAY_BE_LONG && op1_info == MAY_BE_LONG && op2_info == MAY_BE_LONG), ZEND_ADD_LONG_NO_OVERFLOW, CONST|TMPVARCV, CONST|TMPVARCV, SPEC(NO_CONST_CONST,COMMUTATIVE))
{
    USE_OPLINE
    zval *op1, *op2, *result;

    op1 = GET_OP1_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R);
    op2 = GET_OP2_ZVAL_PTR_UNDEF(BP_VAR_R);
    result = EX_VAR(opline->result.var);
    ZVAL_LONG(result, Z_LVAL_P(op1) + Z_LVAL_P(op2));
    ZEND_VM_NEXT_OPCODE();
}

同样，即使不了解它们的作用，您也可以看出这更易于执行。

这些优化非常酷，但是，最有效、最有趣的优化将在 PHP 拥有 JIT 时出现。

Answer 2

Are there any performance benefits from using these features? If yes, how?

还没有。

但这是更高效的操作码生成的第一步。根据 RFC：标量类型提示 Future Scope:

Because scalar type hints guarantee that a passed argument will be of a certain type within a function body (at least initially), this could be used in the Zend Engine for optimisations. For example, if a function takes two float-hinted arguments and does arithmetic with them, there is no need for the arithmetic operators to check the types of their operands.

在之前的版本php中，没有办法知道什么样的参数可以传递给一个函数，这使得像facebook的[=13这样的JIT编译方法很难获得更好的性能。 =]做。

@ircmaxell 在他的 blog 中提到了通过本机编译将所有这些提升到一个新水平的可能性，这甚至比 JIT 更好。

从性能的角度来看，类型标量提示为实现这些优化打开了大门。但本身并不能提高性能。

PHP7 中的标量和严格类型是性能增强功能吗？

Are scalar and strict types in PHP7 a performance enhancing feature?

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