PHP 7のパフォーマンスが高い理由

Yahoo! JAPAN 黒帯シリーズ 第1回 ～ 「PHPコア黒帯」による最新PHP 7の解説

ハッシュテーブル

　PHP 7ではハッシュテーブルも高速化されています。ハッシュテーブルとバケットの構造体を比較してみましょう。まずはPHP 5からです。

typedef struct bucket {
  ulong h;
  uint nKeyLength;
  void *pData;
  void *pDataPtr;
  struct bucket *pListNext;
  struct bucket *pListLast;
  struct bucket *pNext;
  struct bucket *pLast;
  char arKey[1];
} Bucket;

typedef struct _hashtable {
  uint nTableSize;
  uint nTableMask;
  uint nNumOfElements;
  ulong nNextFreeElement;
  Bucket *pInternalPointer;
  Bucket *pListHead;
  Bucket *pListTail;
  Bucket **arBuckets;
  dtor_func_t pDestructor;
  zend_bool persistent;
  unsigned char nApplyCount;
  zend_bool bApplyProtection;
} HashTable;

PHP 5でのハッシュテーブル

PHP 5でのバケット

　以上のとおり、HashTableは72バイト、Bucketも72バイトあります。続いてPHP 7です。

typedef struct _Bucket {
  zval              val;
  zend_ulong        h;
  zend_string      *key;
} Bucket;

typedef struct _HashTable {
  union {
    struct {
      zend_uchar flags;
      zend_uchar nApplyCount;
      uint16_t reserve;
    } v;
    uint32_t flags;
  } u;
  uint32_t nTableSize;
  uint32_t nTableMask;
  uint32_t nNumUsed;
  uint32_t nNumOfElements;
  uint32_t nInternalPointer;
  zend_long nNextFreeElement;
  Bucket *arData;
  uint32_t *arHash;
  dtor_func_t pDestructor;
} HashTable;

PHP 7でのハッシュテーブル

PHP 7でのバケット

　HashTableは56バイト、Bucketは32バイトに大きく減っています。サイズが少なくなっただけではありません。PHP 7ではzvalの実体をもっているので、動的にzvalを確保することがなく、オーバーヘッドが生じません。さらに、ハッシュテーブルの構造をみてみましょう。

PHP 5でのハッシュテーブルの構造

PHP 7でのハッシュテーブルの構造

　PHP 5ではpListHeadからBucketを動的に確保してチェーンをつないでいましたが、PHP 7ではarDataの先には連続したBucketが確保されています。Bucketを動的に確保することがないので、オーバーヘッドが生じません。ポインタをたどる必要がないので、Bucketを走査する処理も明らかに早くなります。