如何用 Rust 来为 PHP 助力

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上周，一篇关于《PHP 兼 Zend 联合创始人 Zeev Suraski 宣布从 Zend 离职》的文章在中国程序员中炸开了锅。文章中的Zend创始人离职可谓引起轩然大波，各种对PHP不友好的声音也被传递了出来。虽然来自中国的PHP核心开发者鸟哥发声，但许多程序员对PHP的态度并不是很乐观。

作为我在Web领域的入门语言，对PHP的感情犹如初恋一般美好。但伴随着近几年来大家对PHP各种调侃、讽刺，加上新语言Go、Rust、Javascript等强势崛起。似乎让“我是一名PHP程序员”变得底气很不足。来源于Web、辉煌于Web、受限于Web，不得不说，这让脚本语言PHP陷入了困境，因为Web已经不再是那个靠渲染网页的PC时代，虽然目前有Swoole这样优秀的异步方案，但也很难让我对PHP提起足够的兴趣。

Rust作为近几年来逐步流行的新兴语言，凭借安全、高效、可靠，开始进入了人们的视野。周末，重拾起了PHP，想看看是否能够在PHP和Rust之间擦出一点点火花。当然，只是出于个人兴趣做的一些实验，这并不能为两个优秀的语言带来什么改变。但我想，至少能够让大家对PHP和Rust有更多的了解。

PHP7.4中的FFI

起初，PHP7.4中的新特性FFI引起我很大的兴趣，因为在很多语言中已经拥有了这样的特性，例如：Python、NodeJS、Ruby等，PHP首次的引入，让我觉得PHP团队正在朝着这方面进行努力。

我首先采用Rust编写了一个Fibonacci斐波那契数列，这里实现了一个简单的计算函数，我将他导出为动态链接库，以供PHP的FFI调用。

#[no_mangle] 
pub extern fn fib(n: i32) -> i32 { 
  return match n { 
    1 | 2 => 1, 
    n => fib(n - 1) + fib(n - 2) 
  } 
} 

编写完成后，我尝试在PHP的FFI中进行调用，为了想对比下性能，我同时编写了一个PHP的函数：

// 一个PHP的fib函数 
function fib($n) { 
    if ($n === 1 || $n === 2) { 
        return 1; 
    } else { 
        return fib($n-1) + fib($n-2); 
    }     
} 

接下来，我在PHP中调用他们，为了能够看出性能差异，我将调用1000000次：

// release模式 
$ffiRelease = FFI::cdef( 
    "int32_t fib(int32_t n);", 
    "r2p-fib/target/release/libr2pfib.$libExtension"); 
 
$time_start = microtime(true); 
for ($i=0; $i < 10000000; $i++) {  
    $v = $ffiRelease->fib(12); 
} 
 
echo '[Rust]Release执行时间:' . (microtime(true) - $time_start).PHP_EOL; 

从测试结果来看，Rust的FFI结果是让人惊喜的。

PHP的计算耗时30秒以上，Rust仅仅用了6秒。

当我为此欣喜若狂的时候，我又尝试了下PHP的FFI调用生成字符串，在PHP中是类似这样一个方法：

function text_generate($num) { 
    $result = "💣"; 
    $result .= str_repeat("na ",$num); 
    $result .= "Batman! 💣"; 
    return $result; 
} 

结果Rust由于在PHP的FFI中间字符串转换的损耗，性能并没有达到预想那样。

PHP扩展调用Rust动态库

因为第一个操作，让我想到了FFI在多次调用性能损耗是很大的，这时我想实现在PHP扩展中来调用Rust动态库。

同时为了对比，我编写一个C的Fib函数进行比较。

我创建了一个名为rust的PHP扩展，完成了关于我们上面编写的Rust函数的调用。

ZEND_BEGIN_ARG_INFO(arginfo_rust_fib, 0) 
    ZEND_ARG_INFO(0, number) 
ZEND_END_ARG_INFO() 
 
/* {{{ int rust_fib( [ int $var ] ) 
 */ 
PHP_FUNCTION(rust_fib) 
{ 
    zend_long number = 0; 
    zend_long result = 0; 
    ZEND_PARSE_PARAMETERS_START(0, 1) 
        Z_PARAM_OPTIONAL 
        Z_PARAM_LONG(number) 
    ZEND_PARSE_PARAMETERS_END(); 
 
    if (number == 0) { 
        RETURN_LONG(result); 
    } else { 
        result = fib(number); 
        RETURN_LONG(result); 
    } 
} 
/* }}}*/ 

结果同样让我惊喜，没有了FFI，它确实提升了20%左右的性能。但很明显，它的实现复杂度更高了。

采用Rust编写PHP扩展

将PHP的Zend API结构导出，直接在Rust中实现PHP模块的编写。虽然自己没有足够的精力去做这样的尝试，但我觉得这是一个可行的方法。我想在未来的时间内完成这样的尝试。

总结

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虽然影响PHP更好的发展的主要因素并不是性能，尽管本篇只是从性能提升入手对PHP进行了测试，但我觉得，作为一个拥有如此庞大开发群体的Web语言，也是时候需要跟Go、Rust、Node这些新兴语言学习了，建立并不局限于Web领域的新的生态体系，大胆的去做一些新的尝试，让PHP不再是“世界第一语言”。

本文完整测试代码及结果请参考：https://github.com/llgoer/php-ffi-rust/

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