变量在PHP7内部的实现.docx

要理解本文，你应该对 PHP5 中变量的实现有了一些了解，本文重点在于解释 PHP7 中 zval 的变化。第一部分讲了 PHP5 和 PHP7 中关于变量最基础的实现和变化。这里再重复一下，主要的变化就是 zval 不再单独分配内存，不自己存储引用计数。整型浮点型等简单类型直接存储在 zval 中。复杂类型则通过指针指向一个独立的结构体。复杂的 zval 数据值有一个共同的头，其结构由?zend_refcounted?定义：struct _zend_refcounted {uint32_t refcount;union {struct { ZEND_ENDIAN_LOHI_3( zend_uchar type, zend_uchar flags,uint16_t gc_info) } v;uint32_t type_info; } u;};这个头存储有?refcount（引用计数），值的类型?type?和循环回收的相关信息gc_info?以及类型标志位?flags。接下来会对每种复杂类型的实现单独进行分析并和 PHP5 的实现进行比较。引用虽然也属于复杂类型，但是上一部分已经介绍过了，这里就不再赘述。另外这里也不会讲到资源类型（因为作者觉得资源类型没什么好讲的）。字符串PHP7 中定义了一个新的结构体?zend_string?用于存储字符串变量：struct _zend_string { zend_refcounted gc; zend_ulong h; /* hash value */size_t len;char val[1];};除了引用计数的头以外，字符串还包含哈希缓存?h，字符串长度?len?以及字符串的值?val。哈希缓存的存在是为了防止使用字符串做为 hashtable 的 key 在查找时需要重复计算其哈希值，所以这个在使用之前就对其进行初始化。如果你对 C 语言了解的不是很深入的话，可能会觉得?val?的定义有些奇怪：这个声明只有一个元素，但是显然我们想存储的字符串偿付肯定大于一个字符的长度。这里其实使用的是结构体的一个『黑』方法：在声明数组时只定义一个元素，但是实际创建?zend_string?时再分配足够的内存来存储整个字符串。这样我们还是可以通过?val?访问完整的字符串。当然这属于非常规的实现手段，因为我们实际的读和写的内容都超过了单字符数组的边界。但是 C 语言编译器却不知道你是这么做的。虽然 C99 也曾明确规定过支持『柔性数组』，但是感谢我们的好朋友微软，没人能在不同的平台上保证 C99 的一致性（所以这种手段是为了解决 Windows 平台下柔性数组的支持问题）。新的字符串类型的结构比原生的 C 字符串更方便使用：第一是因为直接存储了字符串的长度，这样就不用每次使用时都去计算。第二是字符串也有引用计数的头，这样也就可以在不同的地方共享字符串本身而无需使用 zval。一个经常使用的地方就是共享 hashtable 的 key。但是新的字符串类型也有一个很不好的地方：虽然可以很方便的从 zend_string 中取出 C 字符串（使用?str-val?即可），但反过来，如果将 C 字符串变成 zend_string 就需要先分配 zend_string 需要的内存，再将字符串复制到 zend_string 中。这在实际使用的过程中并不是很方便。字符串也有一些特有的标志（存储在 GC 的标志位中的）：#define IS_STR_PERSISTENT (1/* allocated using malloc */#define IS_STR_INTERNED (1/* interned string */#define IS_STR_PERMANENT (1/* interned string surviving request boundary */持久化的字符串需要的内存直接从系统本身分配而不是 zend 内存管理器（ZMM），这样它就可以一直存在而不是只在单次请求中有效。给这种特殊的分配打上标记便于 zval 使用持久化字符串。在 PHP5 中并不是这样处理的，是在使用前复制一份到 ZMM 中。保留字符（interned strings）有点特殊，它会一直存在直到请求结束时才销毁，所以也就无需进行引用计数。保留字符串也不可重复（duplicate），所以在创建新的保留字符时也会先检查是否有同样字符的已经存在。所有 P