php7で変わること ——言語仕様とエンジンの改善ポイント
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What’s new in PHP7
PHP7で変わること ̶̶言語仕様とエンジンの改善ポイント
hnw PHPカンファレンス関西2015 (2015/5/30)発表資料
自己紹介
❖ @hnw
❖ 勤務先：KLab株式会社
❖ カレーとバグが大好物
❖ PHP歴15年
❖ PHPや周辺エクステンションにバグレポ・PR多数
アジェンダ
❖ PHP7、さいきんどう？
❖ PHP7の新機能
❖ 性能改善と背景
❖ データ構造の変更
❖ HHVMとPHP
まずはアンケート
PHP7って聞いたことがある人？
実際にPHP7を動かしたことがある人？
❖ PHP7、さいきんどう？
❖ PHP7の新機能
❖ 性能改善と背景
❖ データ構造の変更
❖ HHVMとPHP
PHP7？
❖ PHP 5.6.xの次のバージョンがPHP 7.0.0
❖ PHP6はスキップ
❖ 約10年ぶりのメジャーバージョンアップ
さいきんのPHP7
❖ 予定通り3月に新機能の導入を凍結
❖ RFCが大量に出ていたので個人的に心配していた
❖ そろそろalpha1を出す予定だったが、遅延ぎみ
❖ まだ議論が残っているため
❖ 11月にPHP7リリース予定
PHPのRFCシステム
❖ 新機能の導入にはRFCと呼ばれる説明ページが必要
❖ 提案内容や変更による影響などを書く
❖ MLで議論後、投票によって採用・不採用が決まる
❖ 過半数または2/3以上の同意が必要（内容による）
❖ スピード感は無いが、十分機能している印象
PHP7に対するRFC
❖ PHP7で採択されたRFCは48個
❖ 参考：PHP 5.6は17個、PHP 5.5は20個
→普段のマイナーバージョンアップよりは変化が大きい
PHP7で変わらないこと
❖ PHPは言語仕様の変更に対して非常に保守的
❖ PHP7でも後方互換性は重視されている
❖ 移行コストは十分低いはず
❖ PHP7、さいきんどう？
❖ PHP7の新機能
❖ 性能改善と背景
❖ データ構造の変更
❖ HHVMとPHP
致命的エラーが例外になった
❖ PHP5までの致命的エラー
❖ エラーハンドリングできず、即座に終了していた
❖ PHP7の致命的エラー
❖ EngineExceptionという新しい例外になった
❖ トップレベルに到達すると今まで通りのエラーになる
→ユニットテストで致命的エラーから復帰できる
??演算子の新設❖ nullでなければその値を、nullなら右オペランドを返す
❖ isset()と同様に未定義値に対しても使える
❖ ようやくisset()地獄から解放されるぞ！
無名クラスの導入❖ クラス定義と同時にインスタンス化できる構文を導入
❖ その場限りのインスタンスを作りたいときに便利
AST（抽象構文木）の導入
❖ 解釈フェーズが1段増えた
❖ 文法解釈の柔軟性が上がった
❖ opcode最適化 Zend VMopcode
Parser
Lexertoken
PHP
Zend VM
opcode
Parser
Lexertoken
PHP
Opcode CompilerAST
PHP 5 PHP 7
返り値のタイプヒントをサポート❖ 関数の返り値に型が指定できるようになった
❖ 抽象クラスやインターフェースで指定すると便利
スカラ型のタイプヒントをサポート
❖ 以下の型が引数・返り値で指定できるようになった
❖ int型
❖ float型
❖ string型
❖ bool型
❖ ようやく落としどころが見つかった
非推奨だった機能を廃止
❖ PHP5.6までに非推奨になった機能をPHP7で廃止
❖ ereg関数（preg関数使ってね）
❖ mysql関数（mysqli関数かPDO使ってね）
❖ その他
非推奨だった機能を廃止
❖ 今までもdeprecated（非推奨）エラーが出ていたはず
❖ いま開発環境が~E_DEPRECATEDの人は注意
❖ php.iniが空だとdeprecatedエラーは出ません
❖ PHP7、さいきんどう？
❖ PHP7の新機能
❖ 性能改善と背景
❖ データ構造の変更
❖ HHVMとPHP
PHP7は速いらしい
❖ 「PHP5より倍速い」
❖ 「HHVMとほぼ互角」
❖ ホントに？
PHP7の性能(2)
DmitryのZendCon 2014での発表（2014/10）より
PHP7の性能(4)
❖ ごく最近まで性能改善が続いている
速くなりすぎ？
❖ PHP7は確かに速い
❖ この1年で倍の高速化（WordPressで比較）
❖ 今までも性能改善をサボっていたわけじゃない
❖ 10年間（PHP5.0→5.6）で倍の高速化
❖ 5.4以降は頭打ちの感さえあった
何があったのか？
❖ 現代のCPUに合わせて大幅なデータ構造変更を行った
❖ データ量の削減・データ局所性の改善
❖ 高速化チームの裁量が大きかった
❖ RFC「Move the phpng branch into master」
❖ 様々なアイデアを約1年間に渡って実現
❖ PHP7、さいきんどう？
❖ PHP7の新機能
❖ 性能改善と背景
❖ データ構造の変更
❖ HHVMとPHP
データ構造の変更
❖ PHP7で見直したデータ構造
❖ PHPの変数（zval）
❖ 文字列（zend_string）
❖ 配列（HashTable / Bucket）
❖ 特にzvalの見直しは非常に大胆だが有効だった
データ構造変更の必要性(1)
❖ これまでのデータ構造は32bit CPUの頃の設計
❖ 16bytes中14bytesを使う構造だった
❖ 64bit CPUでは24bytes中6bytesが未使用
❖ 64bit時代に対応したデータ構造が必要
データ構造変更の必要性(2)❖ キャッシュを効率的に使う発想が無い頃の設計
❖ メモリやキャッシュが相対的に速かった
❖ 現代のCPUではキャッシュを有効活用する必要性
❖ CPU速度に比べるとメモリ速度の改善は鈍い
❖ キャッシュサイズもあまり増えていない
PHP5のzval（int型）
❖ 計24bytes
❖ 常にポインタ参照される
❖ 参照カウント＆コピーオンライト
PHP7のzval（int型）
❖ 計16bytes
❖ 参照カウントしない、代入では常にコピー
新zvalへの評価
❖ どの環境でも16bytes
→64bit時代に対応
❖ ポインタ参照が1段減った
❖ int型・float型・bool型でコピーオンライト廃止
→メモリ消費量減少
→キャッシュに優しくなった
❖ PHP7で我々は本物の配列を手に入れた！
配列にも大改革
❖ PHP7で我々は本物の配列を手に入れた！
配列にも大改革
配列とは
❖ （典型的には）連続するメモリ領域を確保する
❖ インデックスは0から連続する数字
❖ 読み書きが高速
リンゴバナナ
トマトニンジン
0
1
2
3
連想配列とは
❖ 文字列をキーにできる
❖ そこそこ読み書きも速い（配列よりは遅い）
"apple"
0
"banana" "carrot"
1 2 3 4 5 6 7
キーのハッシュ値を計算
"apple"=>リンゴ"banana"=>バナナ "tomato"=>トマト
"tomato"
"carrot"=>ニンジン
PHP5の配列❖ PHP5までは連想配列しか無かった
❖ $array[1]でも連想配列アクセスしていた
❖ 他の言語の配列に比べると遅かった
PHP7の配列❖ PHP7から配列と連想配列が作れるようになった
❖ 内部で自動的に選択される
❖ キーが0から連続する数字なら配列になる
→for文での配列のループ処理が高速になった
PHP7の配列
arData
flagsrefcount type gc_info
zend_array
u nTableMask
nNumUsed nNumOfElements
nTableSize nInternalPointer
nNextFreeElement
pDestructor
zval
Bucket[]
h (hash value)
key (キーへのポインタ)
h
key
0
1
h
key
2
zval
zval
❖ 他言語の配列と同じ構造（数字キーのみの場合）
Bucket構造体の改善
❖ Bucket構造体：配列の要素1個に対応するデータ構造
❖ PHP5（72bytes）→PHP7（32bytes）
❖ メモリ使用量が劇的に減った
→配列のメモリ効率が良くなった
Bucket構造体の改善
❖ PHP7ではBucketの配列を連続領域に確保
❖ PHP5では1個ずつメモリ確保していた
→foreach文でのアクセス速度が有利に
❖ PHP7、さいきんどう？
❖ PHP7の新機能
❖ 性能改善と背景
❖ データ構造の変更
❖ HHVMとPHP
HHVMとは
❖ Facebookが自社向けに開発したPHPの実装
❖ PHP5より断然高速
❖ PHPコアコミッターがフルタイムでHHVMにコミット
❖ OSS開発もうまく回っている
→PHPでは初の「もう一つの選択肢」
HHVMの評価
❖ PHP7の登場で速度面のアドバンテージは失った
❖ JITコンパイルが効く状況では速い
❖ 実アプリケーションでの差は縮まった
❖ 魅力は多い
❖ 開発の活発さ、フットワークの軽さ
❖ Hack言語の仕様面での挑戦（例：async）
選択肢があることの価値
❖ HHVMはPHPに新しい価値を与えてくれた
❖ 必要に応じて別の実装を選べる状況
❖ PHP7での速度改善のモチベーション
❖ PythonやRubyでは当たり前の状況
❖ お互いに良い影響を与え続ける関係が望ましい
まとめ
❖ PHP7への移行のハードルは低い
❖ 便利そうな新機能が実装された
❖ 高速化のため大胆なリファクタリングが行われた
❖ 現代のアーキテクチャに合わせた最適化をした
❖ 他の選択肢があることに価値がある
❖ PHPもHHVMも盛り上がっていってほしい
ご静聴 ありがとう ございました