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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• 1. 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
• 2. 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
• 3. 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
• 4. まずはアンケート
• 5. PHP7って
 聞いたことがある人？
• 6. 実際にPHP7を
 動かしたことがある人？
• 7. ❖ 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
• 8. 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
• 9. 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
• 10. 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
• 11. 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
• 12. 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
• 13. ❖ 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
• 14. 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
• 15. ??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！
• 16. 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
• 17. 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 VM opcode Parser Lexer token PHP Zend VM opcode Parser Lexer token PHP Opcode Compiler AST PHP 5 PHP 7
• 18. 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
• 19. 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
• 20. 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
• 21. 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
• 22. ❖ 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
• 23. PHP7は速いらしい ❖ 「PHP5より倍速い」 ❖ 「HHVMとほぼ互角」 ❖ ホントに？
• 24. PHP7の性能(1) Zeevのブログ記事（2014/7）より
• 25. PHP7の性能(2) DmitryのZendCon 2014での発表（2014/10）より
• 26. PHP7の性能(3) RasmusのFluent 2015での発表（2015/4）より
• 27. PHP7の性能(4) ❖ ごく最近まで性能改善が続いている
• 28. 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
• 29. 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
• 30. ❖ 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
• 31. 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
• 32. 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
• 33. 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
• 34. 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
• 35. 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
• 36. 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
• 37. ❖ PHP7で我々は本物の配列を手に入れた！ 配列にも大改革
• 38. ❖ PHP7で我々は本物の配列を手に入れた！ 配列にも大改革
• 39. 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
• 40. 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
• 41. 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
• 42. 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
• 43. 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）
• 44. 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
• 45. 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
• 46. ❖ 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
• 47. 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」
• 48. 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）
• 49. 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
• 50. 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
• 51. ご静聴 ありがとう ございました