一、PHP扩展是什么
PHP 原生扩展（PHP Native Extension） ，在Web开发中，我们基于C/C++语言开发的对PHP语言的扩展，编译安装后供PHP使用。
在理解Extension扩展前，需要先对PHP运行机制，简单了解：
(示例图片来源)
-
Zend引擎：纯C实现，它将PHP代码翻译（过滤符号、语法、词法）为可执行Opcode，并提供对应处理方法，实现了数据结构、内存管理，是PHP的核心
-
Extensions：将功能组件与Zend引擎做解耦，开发人员以组件化方式编写扩展，丰富PHP使用场景，比如Curl、GD、Mysql等
-
SAPI：服务应用编程接口，通过一系列钩子函数，使得PHP与外围交互数据（web、命令行）
-
Application：平时编写的应用程式，比如web服务应用、命令行运行脚本
以Mysql扩展来讲：PHP本身是无法与Mysql（C/C++编写）通信，但建立一个PHP_Mysql扩展，可调用到Mysql的C函数，PHP应用层的开发者们，只需要借助简单的PHP函数，便可链接并操作Mysql数据库。
二、为什么要使用PHP扩展
场景一：借助第三方扩展PHP功能
如图所示，通过phpinfo()函数，可见当前环境下已安装的PHP扩展
可以把PHP扩展理解为bridge，桥接PHP和第三方程序。
注：PHP扩展无处不在：借助GD/imagick扩展对图片水印和裁剪，通过xdebug扩展跟踪、调试和分析PHP程序运行情况等。
场景二：编写高性能程式
面对复杂运算，PHP执行效率是很低的，因此我们可以将复杂逻辑放在扩展中处理。
口说无凭，实际测试一下，我们在环境中加入一个loop扩展，作用是接收两个参数，第一个参数是绘制符号，第二个参数是绘制符号的个数。
实测描述： 重复3000次绘制图，第一次输出o，第N次输出o*N，以此类推。
/**
* 测试c扩展和PHP性能，循环五千次，输出符号
* loop扩展：两个参数，第一个为符号，第二个为个数
* PHP原生：应用for循环实现符号输出
*/
public function testExtensionPerforms(){
//C扩展输出符号
$loop_start_time = microtime(true);
for ($i = 1; $i <= 3000; $i++){
print loop("o", $i);
}
$loop_end_time = microtime(true);
echo "loop扩展耗时：".($loop_end_time - $loop_start_time)."<br>";
//PHP输出符号
$php_start_time = microtime(true);
for ($i = 1; $i <= 3000; $i++){
for ($j = 1; $j <= $i; $j++){
$k = $k ? $k.'o' : 'o';
}
print $k."\n";
$k = '';
}
$php_end_time = microtime(true);
echo " PHP执行耗时：".($php_end_time-$php_start_time);
}
复制代码| 纯PHP执行时间 | 扩展loop执行时间 |
|---|---|
| 1.952s | 0.057s |
在此场景下，扩展相对于PHP代码，有近35倍提升！ 如果涉及递归逻辑，扩展会有数百倍提升。
值得一提的是，在IO瓶颈场景下，PHP扩展也束手无策，因为其耗时主要在于通信交互和等待（题外话：可以借助到协程解决此问题）
为什么PHP原生扩展，会比PHP实现的程序快呢？
PHP是弱类型编译型语言，在执行时需要经过一系列字符过滤、词法分析、语法分析，再转为Opcode，供机器逐条执行。PHP原生扩展是C语言实现，绕过了中间解析流程，因此效率有极大的提升。
场景三：基于安全考量，编写加密程式
常见密码加密场景中，我们会用到的是md5、sha等主流加密策略，但存在安全隐患（鸽巢理论），可以通过扩展实现特殊的加密逻辑。假使PHP和.so文件泄露，加密逻辑也不会被外人知晓。
除了代码本身的加密逻辑，我们也可以通过扩展对PHP文件做加密。范例
三、动手实现PHP扩展
通过上面介绍，相信大家已经对PHP原生扩展有了基本概念，接下来，我们亲自实现一则扩展。此扩展作用是封装了href标签，支持传入url。
3.1 配置好PHP开发环境
可用MAMP快速搭建环境，同时支持多版本PHP切换。
3.2 下载对应版本的PHP源码
由于MAMP的PHP源码，缺少扩展文件和C头文件，需要重新下载，我选用的是PHP-7.1.33版本。 传送门
进入到PHP源码ext目录下，每个文件夹对应一个扩展，其中有一个ext_skel文件，是PHP官方提供的快速构建扩展的工具。
3.3 一键生成扩展基础文件
执行：./ext_skel --extname=lovehk
- config.m4、config.w32 配置文件
- php_lovehk.h 声明一个函数供PHP调用
- lovehk.c 用C实现扩展函数
- lovehk.php 扩展测试文件
- test/ 扩展测试文件夹
3.4 修改扩展配置config.m4
进入ext/lovehk目录，去掉10、11、12行，作用是标识此扩展没有用到其他扩展或lib库
3.5 修改php_lovehk.h，声明一个函数
在文件中加入一行：PHP_FUNCTION(lovehk)
3.6 修改lovehk.c，声明并实现一个函数lovehk
找到PHP_MINFO_FUNCTION方法，加入署名扩展：
php_info_print_table_row(3, "author", "DJ")
PHP_MINFO_FUNCTION(lovehk)
{
php_info_print_table_start();
php_info_print_table_header(2, "lovehk support", "enabled");
php_info_print_table_row(2, "author", "DJ"); /* Replace with your name */
php_info_print_table_end();
}
复制代码找到lovehk_functions结构体加入函数声明：PHP_FE(lovehk, NULL)
const zend_function_entry lovehk_functions[] = {
PHP_FE(confirm_lovehk_compiled, NULL) /* For testing, remove later. */
PHP_FE(lovehk, NULL)
PHP_FE_END /* Must be the last line in lovehk_functions[] */
};
复制代码找到PHP_FUNCTION(confirm_lovehk_compiled)函数，在下面实现lovehk我们的扩展方法
PHP_FUNCTION(lovehk)
{
char *str = NULL;
int argc = ZEND_NUM_ARGS();
int str_len;
char *result;
if (zend_parse_parameters(argc TSRMLS_CC, "s", &str, &str_len) == FAILURE)
return;
str_len = spprintf(&result, 0, "<a href="%.78s"></a>", str);
RETURN_STRINGL(result, str_len);
}
复制代码注：PHP7.0+，RETURN_STRINGL只返回两个参数，否则会编译报错
3.7 编译安装
在lovehk目录下，依次执行：
- phpize
- ./configure
- sudo make && sudo make install
注：多环境下，需要执行编译环境 ./configure -with-php-config=/usr/local/php5/bin/php-config
如果一切顺利，会生成lovehk.so动态库，mac会自动迁移到MAMP对应版本PHP目录下！
3.8 修改php.ini，完成新增扩展
打开对应版本php.ini文件，增加extension=lovehk.so 打印phpinfo()函数，一切正常~
四、借助Zephir自动生成扩展
Zephir：是一种中间语言，以接近PHP的语法来编写代码，然后转换编译成 PHP扩展，旨在简化PHP扩展的创建和可维护性。利用编译来提高性能和资源消耗，又不需要关注内存管理等复杂操作。
简单来说，就是借助这款工具，我们可以用PHP语法实现功能，再由Zephir转为.so动态库，作为扩展供PHP调用。
那么，你肯定会疑惑：既然这么方便，直接把PHP全转为扩展不就好了? 答案是否定的，原因如下：
- 鉴于PHP扩展的场景，我们前面有提到运算复杂、桥接第三方、以及加密安全领域可使用。
- 通过Zephir转为的扩展，对于复杂的业务逻辑，或者多个扩展协同场景，会有很多冗余代码，从业务发展和迭代考量，PHP优势明显
- PHP优势在于易于实现业务，以及丰富的Composer扩展可用，同时借助新版PHP的JIT即时编译和协程，让PHP在效率方面也有质的提升。
关于Zephir介绍，可参考这篇，就不展开了。
五、总结
文本从PHP运行机制切入，介绍了PHP扩展的价值和应用场景，并通过实例，为大家演示如何做扩展开发。同时简要分析了PHP扩展的优劣势，为大家在技术选择上提供些许思路，适合的才是最好的。
参考资料：
PHP内核与原生扩展开发 中文翻译
PHP扩展开发指南 Leon2021
PHP运行机制和原理 传送门
PHP扩展开发Zephir简介 乌啦啦
PHP文件加密扩展 lihancong