深入剖析PHP7核心原始碼（二） PHP變數容器

php的變數使用起來非常方便，其基本結構是底層實現的zval，php7採用了全新的zval，由此帶來了非常大的效能提公升，本文重點分析php7的zval的改變。

typedef struct _zval_struct  zval
typedef union _zvalue_value  str;
hashtable *ht;             // 用於陣列（長度8位元組）
zend_object_value obj;     // 用於物件（12位元組）
zend_ast *ast;             // 用於常量表示式(長度8位元組)
} zvalue_value;

typedef struct _zval_gc_info  u;   // (長度8位元組）
} zval_gc_info;

所以在php裡面，給乙個變數賦值，實際上會轉換成這樣來執行

<?php
$var = 123
=>
zval.value = 123
zval.type = is_long
zval.refcount__gc= 0
zval.is_ref__gc = 0
...

struct _zval_struct  ww;  // 長度8位元組
} value;  // 因為是聯合體，所以實際上整個value只用了8位元組
union  v; // 總共長度是4位元組
uint32_t type_info; //  其實就是v的值位運算結果(長度4位元組)
} u1; // u1也是聯合體，總共長度4位元組
union  u2;  // u2也是聯合體，總共長度4位元組
};

zvalue的型別

zvalue.u1.type

/* regular data types */ #define is_undef 0 #define is_null 1 #define is_false 2 #define is_true 3 #define is_long 4 #define is_double 5 #define is_string 6 #define is_array 7 #define is_object 8 #define is_resource 9 #define is_reference 10 /* constant expressions */ #define is_constant_ast 11 /* internal types （偽型別）*/ #define is_indirect 13 #define is_ptr 14 #define _is_error 15 /* fake types used only for type hinting (z_type(zv) can not use them) 內部型別*/ #define _is_bool 16 #define is_callable 17 #define is_iterable 18 #define is_void 19

#define _is_number 20

字串的實現

struct _zend_string ;

zval.value->gc.u.flags 這個標記代表了下面幾種不同型別的字串

is_str_persistent(通過malloc分配的)
is_str_interned(php**裡寫的一些字面量，比如函式名、變數值)
is_str_permanent(永久值，生命週期大於request)
is_str_constant(常量)
is_str_constant_unqualified

整數的實現

整數是標量，在容器中zval直接儲存

$a = 666; 
// $a = zval_1(u1.v.type=is_long,value.lval=666)
$b = $a;
// $a = zval_1(u1.v.type=is_long,value.lval=666)
// $b = zval_2(u1.v.type=is_long,value.lval=666)
unset($a);
// $a = zval_1(u1.v.type=is_undef,value.lval=666)

陣列的全貌

陣列的基本結構是基於key value的 hashtable，同時是乙個雙向鍊錶。熟悉資料結構的都知道，對乙個字串hash的時候有可能產生雜湊衝突，php是怎麼解決的？當發生衝突的時候，php在該對映後面會加上一條鍊錶，雜湊衝突後就會從鍊錶中找值。使用了雙向鍊錶的好處是，我們對陣列最常用的操作就是遍歷陣列，通過雙向鍊錶，我們可以很方便進行遍歷。你可能會問，那如果僅僅是這樣，單向鍊錶不也解決了嗎？還節省點空間。實際上，之所以用雙向鍊錶的乙個原因，是因為鍊錶在刪除元素的時候，就必須找到上乙個元素，把它的指標指向到下下個元素，雙向鍊錶已經儲存了上乙個元素的指標，而單向鍊錶就必須遍歷整個hashtable，時間複雜度將會是很差的o(n)。

這個是php陣列的大概樣子，後面會專門寫一篇來概述是陣列hashtable的實現。

資源型別

php中很多依賴外部的操作都是資源型別，比如檔案資源 socket連線資源，資源型別的定義如下

struct _zend_resource

物件型別

struct _zend_object ;

properties 是乙個hashtable ，key 物件的屬性，value是物件在properties_table 陣列中的偏移量，值真正的位置是在properties_table 陣列中。

引用型別

php的引用型別是比較特殊的一種型別，可以通過 & 操作符可以產生乙個引用變數，假如把 $b = &a; $b 的值改變的時候，$a 的值也跟著改變。

struct _zend_reference ;

$a = "time:" . time();      //$a    -> zend_string_1(refcount=1) 
$b = &$a;                 //$a,$b -> zend_reference_1(refcount=2) -> zend_string_1(refcount=1)
$c = $b;                  //$a,$b -> zend_reference_1(refcount=2) -> zend_string_1(refcount=2)
//$c    ->   zend_string_1(refcount=2)

$a 賦值字串，zend_string_1 的引用計數記為1。

把$a的引用賦值給$b，zend_string_1 結構的引用計數不變，產生了乙個中間結構體zend_reference_1，該結構體的引用計數為2。

$b 賦值給$c ，zend_reference_1引用計數不變，zend_string_1引用計數記為2。

中間結構體zend_reference_1存在的好處是，zend_string只需要存乙份，減少空間的浪費以及申請空間帶來的額外開銷

什麼是記憶體對齊

比如資料匯流排有32位，它訪存只能4個位元組4個位元組地進行。 0-3，4-7，8-11，12-15，…… 即使我們需要的資料只佔乙個位元組，也是一次讀取4個位元組。乙個位元組的資料不管位址是什麼，都能通過一次訪存讀取出來。而如果要讀取的資料是乙個位元組以上，比如兩個位元組，如果該資料的記憶體位址是0x03，則需要兩次才能讀取該資料，第一次讀0x00-0x03，第二次讀0x04-0x07。這個資料就跨越了訪存邊界。而相對cpu的運算來說，訪存是非常慢的，所以要儘量減少訪存次數。為了減少跨越訪存邊界的資料引起的訪存開銷，所以編譯器會進行記憶體對齊，即把變數的位址做一些偏移，目的是一次訪存就讀出資料，不然的話也要以盡可能少地訪存次數讀出資料。如上乙個例子中那樣，整型成員i的位址做4個位元組的偏移，而sample物件的位址也會做4位元組邊界的對齊，這樣i的位址始終是4的倍數，從而使得i不跨越訪存邊界，能一次讀出它的值。

typedef struct sample1;

sample1佔多少空間呢？仍然是8個位元組。 a在第0個位元組，b在第1個位元組，i佔4-7位元組。這是記憶體對齊的原則，占用盡量少的記憶體。如果在b之後，還有char型別的成員c和d，同樣是佔8個位元組。 a,b,c,d在0-3位元組。

引用

深入剖析PHP7核心原始碼（二） PHP變數容器

讀《PHP7 核心剖析》

PHP7核心剖析 PHP 函式

國內php7安裝源原始碼安裝PHP7

深入剖析PHP7核心原始碼（二） PHP變數容器

讀《PHP7 核心剖析》

PHP7核心剖析 PHP 函式

國內php7安裝源 原始碼安裝PHP7

相關推薦

國內php7安裝源原始碼安裝PHP7