PHP5底层原理之变量
变量结构
zval 结构体
PHP 所有类型的变量在底层都会以 zval 结构体的形式实现 (源码文件Zend/zend.h)
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grep -rin --color --include=*.h --include=*.c _zval_struct *
struct _zval_struct {
/* Variable information */
zvalue_value value; /* 变量value值 */
zend_uint refcount__gc; /* 引用计数内存中使用次数,为0删除该变量 */
zend_uchar type; /* 变量类型 */
zend_uchar is_ref__gc; /* 区分是否是引用变量,是引用为1,否则为0 */
};
注:上面zval结构体是 php5.3 版本之后的结构,php5.3 之前因为没有引入新的垃圾回收机制,即 GC,所以命名也没有_gc
;而 php7 版本之后由于性能问题所以改写了 zval 结构,这里不再表述
zval 组成
上面结构体内容可以看出每一个 PHP 变量都会由 变量类型
、value值
、引用计数次数
和是否是引用变量
四部分组成
-
type 变量类型
type 的值为以下常量:
IS_NULL, IS_BOOL, IS_LONG, IS_DOUBLE, IS_STRING, IS_ARRAY, IS_OBJECT, IS_RESOURCE -
value 值
因为要存储多种类型,所以 value 是一个 union,也由此实现了弱类型
typedef union _zvalue_value { long lval; /* long value */
double dval; /* double value */
struct {
char *val;
int len;
} str;
HashTable *ht; /* hash table value */
zend_object_value obj;
} zvalue_value; -
refcount__gc 引用计数次数
-
is_ref__gc 是否是引用变量
变量类型
看到这里,可能会有小伙伴们问我,PHP 不是有 8 种数据类型吗?但是为什么对应的 zval 的 value 值只有 5 种?
原因是这样的,PHP 出于对内存节省的考虑,所以对于一些变量类型做了复用,并没有一一对应去定义每个变量类型
下面我们看一下 zval 的每个 value 值所对应的变量类型
zval.value.lval => 整型、布尔型、资源
zval.value.dval => 浮点型
zval.value.str => 字符串
zval.value.*ht => 数组
zval.value.obj => 对象
看到这里大家可能会比较奇怪,「布尔型」和「资源」是怎么对应到 zval.value 的 lval 上的呢?还有,NULL呢?
布尔型
就像我们会将 true 和 false 映射成 0 和 1 进行数据库存储一样,PHP 也是这么做的。所以 PHP 发现 zval 的type 值是「布尔型」时,会将「布尔型」转成 0 或 1 存储在 zval.value 的 lval 中
zval.type = IS_BOOL
zval.value.lval = 1/0
资源
「资源」对于 PHP 来说属于一个比较特殊的变量,而 PHP 会将每个「资源」对应的「资源标识编号」存储在 zval.value 的 lval 中。常见的资源有:文件句柄、数据库句柄等
zval.type = IS_RESOURCE
zval.value.lval = 资源标识编号
NULL
对于 NULL 来说,就更好理解了,因为本身通过 zval 的 type 值即可区分,所以并没有将 NULL 值存储在 zval 的 value 中
zval.type = IS_NULL
变量生成
PHP 作为一门动态语言,没有先声明变量后赋值的习惯,所以都是拿来一个常量变量直接就进行了赋值,那么是如何实现的呢?
举例:
$name = "new string";
变量容器生成
其实每次变量被常量赋值时,都会对应生成一个变量容器。刚才的例子会生成一个变量容器,容器的 type 是字符串类型,而 value 值则是『new string』,且此时该变量容器的 ref_count 会加 1
变量名和变量容器关联
而变量 name 是如何与变量容器关联起来的呢?其实也是使用了 PHP 的一个内部机制,即 哈希表。每个变量的变量名 和指向 zval 结构的 指针 被 存储 在 哈希表 内,以此实现了变量名到变量容器的映射。
以变量被赋值为常量为例
当变量被重新引用后,指向 zval 结构体的指针也就发生了变化,而之前指向的 zval 结构体由于没有被引用了,所以 refcount 清零。
变量作用域
上面我们提到了「变量名」和「变量容器」映射的概念。对于 PHP 来说,变量有 全局变量 和 局部变量 之分;那么,他们都是存储到一个 哈希表 内了么?
其实不是的,变量存储也有作用域的概念。
全局变量 被存储到了 全局符号表 内,而 局部变量 也就是指函数或对象内的变量,则被存储到了 活动符号表 内(每个函数或对象都单独维护了自己的活动符号表。活动符号表的生命周期,从函数或对象被调用时开始,到调用完成时结束)
变量销毁
变量销毁,分为以下几种情况:
1、手动销毁
2、垃圾回收机制销毁(引用计数清0销毁和根缓冲区满后销毁)
我们这次主要讲一下手动销毁,即 unset,每次销毁时都会将符号表内的 变量名 和它指向的 **变量容器 zval ** 进行销毁,并将对应的内存归还到 PHP 所维护的内存池内(按内存大小划分到对应内存列表中)
而对于垃圾回收机制的销毁,请看下篇文章php5底层原理之垃圾回收机制
参考资料: