PHP7.4中FFI的介绍（代码示例）

FFI扩展已经通过RFC，正式成为PHP 7.4核心扩展。

什么是FFI

FFI（Foreign Function Interface），即外部函数接口，是指在一种语言里调用另一种语言代码的技术。PHP的FFI扩展就是一个让你在PHP里调用C代码的技术。

FFI的使用非常简单，只用声明和调用两步就可以，对于有C语言经验，但是不了解Zend引擎的程序员来说，这简直是打开了新世界的大门，可以快速地使用C类库进行原型试验。

（此处有图：溜了溜了，要懂C的……）

下面通过3个例子，看一下FFI是怎样使用的。

Libbloom

libbloom是一个C实现的bloom filter，比较知名的用户有Shadowsocks-libev，下面看一下怎样通过FFI在PHP里调用libbloom。

第一步，从头文件bloom.h把主要的数据结构和函数声明复制出来：

 $ffi = FFI::cdef(  struct bloom int entries; double error; int bits; int bytes; int hashes; double bpe; unsigned char * bf; int ready; int bloom_init(struct bloom * bloom, int entries, double error); int bloom_check(struct bloom * bloom, const void * buffer, int len); int bloom_add(struct bloom * bloom, const void * buffer, int len); void bloom_free(struct bloom * bloom); , libbloom.so.1.5 

FFI目前不支持预处理器（除了FFI_LIB和FFI_SCOPE），所以宏定义要自己展开。

之后就可以通过$ffi创建已声明的数据结构和调用函数：

// 创建一个bloom结构体，然后用FFI::addr取地址// libbloom的函数都是使用bloom结构体的指针$bloom = FFI::addr($ffi- new( struct bloom ));// 调用libbloom的初始化函数$ffi- bloom_init($bloom, 10000, 0.01);// 添加数据$ffi- bloom_add($bloom, PHP , 3);$ffi- bloom_add($bloom, C , 1);// PHP可能存在var_dump($ffi- bloom_check($bloom, PHP , 3)); // 1// Laravel不存在var_dump($ffi- bloom_check($bloom, Laravel , 7)); // 0// 释放$ffi- bloom_free($bloom);$bloom = null;

Linux命名空间是容器技术的基石之一，通过FFI可以直接调用glibc的对应系统调用封装，从而通过PHP实现容器。下面是一个让bash在一个新的命名空间里运行的例子。

首先是一些常量，可以从Linux的头文件得到：

// cloneconst CLONE_NEWNS = 0x00020000; // mount namespaceconst CLONE_NEWCGROUP = 0x02000000; // cgroup namespaceconst CLONE_NEWUTS = 0x04000000; // utsname namespaceconst CLONE_NEWIPC = 0x08000000; // ipc namespaceconst CLONE_NEWUSER = 0x10000000; // user namespaceconst CLONE_NEWPID = 0x20000000; // pid namespaceconst CLONE_NEWNET = 0x40000000; // network namespace// mountconst MS_NOSUID = 2;const MS_NODEV = 4;const MS_NOEXEC = 8;const MS_PRIVATE = 1 18;const MS_REC = 16384;

接着时我们要用到的函数声明：

$cdef=  // fork进程 int clone(int (*fn)(void *), void *child_stack, int flags, void *arg); // 挂载文件系统 int mount(const char *source, const char *target, const char *filesystemtype, unsigned long mountflags, const void *data); // 设置gid int setgid(int gid); // 设置uid int setuid(int uid); // 设置hostname int sethostname(char *name, unsigned int len);$libc = FFI::cdef($cdef, libc.so.6 

定义我们的子进程：

// 生成一个容器ID$containerId = sha1(random_bytes(8));// 定义子进程$childfn = function() use ($libc, $containerId) { usleep(1000); // wait for uid/gid map $libc- mount( proc , /proc , proc , MS_NOSUID | MS_NODEV | MS_NOEXEC, null); $libc- setuid(0); $libc- setgid(0); $libc- sethostname($containerId, strlen($containerId)); pcntl_exec( /bin/sh };

在子进程里，我们重新挂载了/proc，设置了uid、gid和hostname，然后启动/bin/sh。

父进程通过clone函数，创建子进程：

// 分配子进程的栈$child_stack = FFI::new( char[1024 * 4] $child_stack = FFI::cast( void * , FFI::addr($child_stack)) - 1024 * 4;// fork子进程$pid = $libc- clone($childfn, $child_stack, CLONE_NEWUSER | CLONE_NEWNS | CLONE_NEWPID | CLONE_NEWUTS | CLONE_NEWIPC | CLONE_NEWNET | CLONE_NEWCGROUP | SIGCHLD, null);// 设置UID、GID映射，把容器内的root映射到当前用户$uid = getmyuid();$gid = getmyuid();file_put_contents( /proc/$pid/uid_map , 0 $uid 1 file_put_contents( /proc/$pid/setgroups , deny file_put_contents( /proc/$pid/gid_map , 0 $gid 1 // 等待子进程pcntl_wait($pid);

glibc的clone函数是clone系统调用的封装，它需要一个函数指针作为子进程/线程的执行体，我们可以直接把PHP的闭包和匿名函数当作函数指针使用。

运行效果：

$ php container.phpsh-5.0# id # 在容器内是rootuid=0(root) gid=0(root) groups=0(root),65534(nobody)sh-5.0# ps aux # 独立的PID进程空间USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMANDroot 1 0.0 0.1 10524 4124 pts/1 S 10:19 0:00 /bin/shroot 3 0.0 0.0 15864 3076 pts/1 R+ 10:19 0:00 ps auxsh-5.0# ip a # 独立的网络命名空间1: lo: LOOPBACK mtu 65536 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000 link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00

raylib是个特性丰富而且易用的游戏库，经过简单的封装就可以在PHP里使用。下面这个例子实现了一个跟随鼠标的圆：

 ?phpinclude __DIR__ . /../../RayLib.php // 初始化RayLib::init(); // 初始化FFI和“常量”RayLib::InitWindow(400, 300, raylib example // 状态：球的位置$ballPosition = RayLib::Vector2(-100.0, 100.0);// 主循环while (!RayLib::WindowShouldClose()) // 状态更新 $ballPosition = RayLib::GetMousePosition(); // 获取鼠标位置 // 渲染 RayLib::BeginDrawing(); RayLib::ClearBackground(RayLib::$RAYWHITE); // 清除背景颜色 RayLib::DrawCircleV($ballPosition, 40, RayLib::$RED); // 画个圈圈 RayLib::DrawFPS(10, 10); // 显示FPS RayLib::EndDrawing();// 释放RayLib::CloseWindow();

就算用了JIT，还是比不上不用JIT的PHP。

功能
目前（20190301）FFI扩展还没实现的一些功能：

使用这些功能的时候，会抛出异常，提示功能未实现，所以只用等等或者马上贡献代码就好:)

oraoto

FFI扩展已经通过RFC，正式成为PHP 7.4核心扩展。

FFI（Foreign Function Interface），即外部函数接口，是指在一种语言里调用另一种语言代码的技术。PHP的FFI扩展就是一个让你在PHP里调用C代码的技术。

FFI的使用非常简单，只用声明和调用两步就可以，对于有C语言经验，但是不了解Zend引擎的程序员来说，这简直是打开了新世界的大门，可以快速地使用C类库进行原型试验。

（此处有图：溜了溜了，要懂C的……）

下面通过3个例子，看一下FFI是怎样使用的。

libbloom是一个C实现的bloom filter，比较知名的用户有Shadowsocks-libev，下面看一下怎样通过FFI在PHP里调用libbloom。

第一步，从头文件bloom.h把主要的数据结构和函数声明复制出来：

$ffi = FFI::cdef(  struct bloom int entries; double error; int bits; int bytes; int hashes; double bpe; unsigned char * bf; int ready; int bloom_init(struct bloom * bloom, int entries, double error); int bloom_check(struct bloom * bloom, const void * buffer, int len); int bloom_add(struct bloom * bloom, const void * buffer, int len); void bloom_free(struct bloom * bloom); , libbloom.so.1.5 

FFI目前不支持预处理器（除了FFI_LIB和FFI_SCOPE），所以宏定义要自己展开。

之后就可以通过$ffi创建已声明的数据结构和调用函数：

// 创建一个bloom结构体，然后用FFI::addr取地址// libbloom的函数都是使用bloom结构体的指针$bloom = FFI::addr($ffi- new( struct bloom ));// 调用libbloom的初始化函数$ffi- bloom_init($bloom, 10000, 0.01);// 添加数据$ffi- bloom_add($bloom, PHP , 3);$ffi- bloom_add($bloom, C , 1);// PHP可能存在var_dump($ffi- bloom_check($bloom, PHP , 3)); // 1// Laravel不存在var_dump($ffi- bloom_check($bloom, Laravel , 7)); // 0// 释放$ffi- bloom_free($bloom);$bloom = null;

Linux命名空间是容器技术的基石之一，通过FFI可以直接调用glibc的对应系统调用封装，从而通过PHP实现容器。下面是一个让bash在一个新的命名空间里运行的例子。

首先是一些常量，可以从Linux的头文件得到：

// cloneconst CLONE_NEWNS = 0x00020000; // mount namespaceconst CLONE_NEWCGROUP = 0x02000000; // cgroup namespaceconst CLONE_NEWUTS = 0x04000000; // utsname namespaceconst CLONE_NEWIPC = 0x08000000; // ipc namespaceconst CLONE_NEWUSER = 0x10000000; // user namespaceconst CLONE_NEWPID = 0x20000000; // pid namespaceconst CLONE_NEWNET = 0x40000000; // network namespace// mountconst MS_NOSUID = 2;const MS_NODEV = 4;const MS_NOEXEC = 8;const MS_PRIVATE = 1 18;const MS_REC = 16384;

接着时我们要用到的函数声明：

$cdef=  // fork进程 int clone(int (*fn)(void *), void *child_stack, int flags, void *arg); // 挂载文件系统 int mount(const char *source, const char *target, const char *filesystemtype, unsigned long mountflags, const void *data); // 设置gid int setgid(int gid); // 设置uid int setuid(int uid); // 设置hostname int sethostname(char *name, unsigned int len);$libc = FFI::cdef($cdef, libc.so.6 

定义我们的子进程：

// 生成一个容器ID$containerId = sha1(random_bytes(8));// 定义子进程$childfn = function() use ($libc, $containerId) { usleep(1000); // wait for uid/gid map $libc- mount( proc , /proc , proc , MS_NOSUID | MS_NODEV | MS_NOEXEC, null); $libc- setuid(0); $libc- setgid(0); $libc- sethostname($containerId, strlen($containerId)); pcntl_exec( /bin/sh };

在子进程里，我们重新挂载了/proc，设置了uid、gid和hostname，然后启动/bin/sh。

父进程通过clone函数，创建子进程：

// 分配子进程的栈$child_stack = FFI::new( char[1024 * 4] $child_stack = FFI::cast( void * , FFI::addr($child_stack)) - 1024 * 4;// fork子进程$pid = $libc- clone($childfn, $child_stack, CLONE_NEWUSER | CLONE_NEWNS | CLONE_NEWPID | CLONE_NEWUTS | CLONE_NEWIPC | CLONE_NEWNET | CLONE_NEWCGROUP | SIGCHLD, null);// 设置UID、GID映射，把容器内的root映射到当前用户$uid = getmyuid();$gid = getmyuid();file_put_contents( /proc/$pid/uid_map , 0 $uid 1 file_put_contents( /proc/$pid/setgroups , deny file_put_contents( /proc/$pid/gid_map , 0 $gid 1 // 等待子进程pcntl_wait($pid);

glibc的clone函数是clone系统调用的封装，它需要一个函数指针作为子进程/线程的执行体，我们可以直接把PHP的闭包和匿名函数当作函数指针使用。

运行效果：

$ php container.phpsh-5.0# id # 在容器内是rootuid=0(root) gid=0(root) groups=0(root),65534(nobody)sh-5.0# ps aux # 独立的PID进程空间USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMANDroot 1 0.0 0.1 10524 4124 pts/1 S 10:19 0:00 /bin/shroot 3 0.0 0.0 15864 3076 pts/1 R+ 10:19 0:00 ps auxsh-5.0# ip a # 独立的网络命名空间1: lo: LOOPBACK mtu 65536 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000 link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00

raylib是个特性丰富而且易用的游戏库，经过简单的封装就可以在PHP里使用。下面这个例子实现了一个跟随鼠标的圆：

 ?phpinclude __DIR__ . /../../RayLib.php // 初始化RayLib::init(); // 初始化FFI和“常量”RayLib::InitWindow(400, 300, raylib example // 状态：球的位置$ballPosition = RayLib::Vector2(-100.0, 100.0);// 主循环while (!RayLib::WindowShouldClose()) // 状态更新 $ballPosition = RayLib::GetMousePosition(); // 获取鼠标位置 // 渲染 RayLib::BeginDrawing(); RayLib::ClearBackground(RayLib::$RAYWHITE); // 清除背景颜色 RayLib::DrawCircleV($ballPosition, 40, RayLib::$RED); // 画个圈圈 RayLib::DrawFPS(10, 10); // 显示FPS RayLib::EndDrawing();// 释放RayLib::CloseWindow();

就算用了JIT，还是比不上不用JIT的PHP。

功能
目前（20190301）FFI扩展还没实现的一些功能：

使用这些功能的时候，会抛出异常，提示功能未实现，所以只用等等或者马上贡献代码就好:)

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netstu · 16 小时前

我觉得这是在瞎整，用zephir来编写C扩展已经非常方便了，可以避免很多问题，本来php就4不像的，这样搞只能把php搞的臃肿而且八不像的

已赞。

Zephir也好，PHP-X也好，都少不了一个编译过程，而FFI不用编译，改完脚本就能刷新执行，这就是一个快速迭代和快速实验的优势，就像这篇文章的一样玩玩各种C类库是非常方便的。不过，因为性能原因，我也不会在生产环境用FFI。

而且FFI只是个扩展，技术上和其他PHP扩展没本质区别，只是有PHP官方维护而已，对PHP核心根本没影响，谈不上让PHP更臃肿，不需要的大可不用。

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