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深入PHP變量存儲(chǔ)的詳解

更新時(shí)間：2013年06月13日 10:56:15 作者：

本篇文章是對(duì)PHP變量的存儲(chǔ)進(jìn)行了詳細(xì)的分析介紹，需要的朋友參考下

1.1.1 zval結(jié)構(gòu)
Zend使用zval結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)PHP變量的值，該結(jié)構(gòu)如下所示：

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;

struct _zval_struct {
/* Variable information */
zvalue_value value; /* value */
zend_uint refcount;
zend_uchar type; /* active type */
zend_uchar is_ref;
};

typedef struct _zval_struct zval;

Zend根據(jù)type值來(lái)決定訪問(wèn)value的哪個(gè)成員，可用值如下：

IS_NULL	N/A
IS_LONG	對(duì)應(yīng)value.lval
IS_DOUBLE	對(duì)應(yīng)value.dval
IS_STRING	對(duì)應(yīng)value.str
IS_ARRAY	對(duì)應(yīng)value.ht
IS_OBJECT	對(duì)應(yīng)value.obj
IS_BOOL	對(duì)應(yīng)value.lval.
IS_RESOURCE	對(duì)應(yīng)value.lval

根據(jù)這個(gè)表格可以發(fā)現(xiàn)兩個(gè)有意思的地方：首先是PHP的數(shù)組其實(shí)就是一個(gè)HashTable，這就解釋了為什么PHP能夠支持關(guān)聯(lián)數(shù)組了；其次，Resource就是一個(gè)long值，它里面存放的通常是個(gè)指針、一個(gè)內(nèi)部數(shù)組的index或者其它什么只有創(chuàng)建者自己才知道的東西，可以將其視作一個(gè)handle。

1.1.2 引用計(jì)數(shù)
引用計(jì)數(shù)在垃圾收集、內(nèi)存池以及字符串等地方應(yīng)用廣泛，Zend就實(shí)現(xiàn)了典型的引用計(jì)數(shù)。多個(gè)PHP變量可以通過(guò)引用計(jì)數(shù)機(jī)制來(lái)共享同一份zval，zval中剩余的兩個(gè)成員is_ref和refcount就用來(lái)支持這種共享。
很明顯，refcount用于計(jì)數(shù)，當(dāng)增減引用時(shí)，這個(gè)值也相應(yīng)的遞增和遞減，一旦減到零，Zend就會(huì)回收該zval。
那么is_ref呢？

1.1.3 zval狀態(tài)
在PHP中，變量有兩種——引用和非引用的，它們?cè)赯end中都是采用引用計(jì)數(shù)的方式存儲(chǔ)的。對(duì)于非引用型變量，要求變量間互不相干，修改一個(gè)變量時(shí)，不能影響到其他變量，采用Copy-On-Write機(jī)制即可解決這種沖突——當(dāng)試圖寫(xiě)入一個(gè)變量時(shí)，Zend若發(fā)現(xiàn)該變量指向的zval被多個(gè)變量共享，則為其復(fù)制一份refcount為1的zval，并遞減原zval的refcount，這個(gè)過(guò)程稱為“zval分離”。然而，對(duì)于引用型變量，其要求和非引用型相反，引用賦值的變量間必須是捆綁的，修改一個(gè)變量就修改了所有捆綁變量。
可見(jiàn)，有必要指出當(dāng)前zval的狀態(tài)，以分別應(yīng)對(duì)這兩種情況，is_ref就是這個(gè)目的，它指出了當(dāng)前所有指向該zval的變量是否是采用引用賦值的——要么全是引用，要么全不是。此時(shí)再修改一個(gè)變量，只有當(dāng)發(fā)現(xiàn)其zval的is_ref為0，即非引用時(shí)，Zend才會(huì)執(zhí)行Copy-On-Write。

1.1.4 zval狀態(tài)切換
當(dāng)在一個(gè)zval上進(jìn)行的所有賦值操作都是引用或者都是非引用時(shí)，一個(gè)is_ref就足夠應(yīng)付了。然而，世界總不會(huì)那么美好，PHP無(wú)法對(duì)用戶進(jìn)行這種限制，當(dāng)我們混合使用引用和非引用賦值時(shí)，就必須要進(jìn)行特別處理了。
情況I、看如下PHP代碼：

復(fù)制代碼代碼如下:

<?php
$a = 1;
$b = $a;
$c = $b;
$d = &$c; // 在一堆非引用賦值中，插入一個(gè)引用
?>

這段代碼首先進(jìn)行了一次初始化，這將創(chuàng)建一個(gè)新的zval，is_ref=0, refcount=1，并將a指向這個(gè)zval；之后是兩次非引用賦值，正如前面所說(shuō)，只要把b和c都指向a的zval即可；最后一行是個(gè)引用賦值，需要is_ref為1，但是Zend發(fā)現(xiàn)c指向的zval并不是引用型的，于是為c創(chuàng)建單獨(dú)的zval，并同時(shí)將d指向該zval。
從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，這也可以看作是一種Copy-On-Write，不僅僅是value，is_ref也是受保護(hù)的對(duì)象。
整個(gè)過(guò)程圖示如下：

情況II，看如下PHP代碼：

復(fù)制代碼代碼如下:

<?php
$a = 1;
$b = &$a;
$c = &$b;
$d = $c; // 在一堆引用賦值中，插入一個(gè)非引用
?>

這段代碼的前三句將把a(bǔ)、b和c指向一個(gè)zval，其is_ref=1, refcount=3；第四句是個(gè)非引用賦值，通常情況下只需要增加引用計(jì)數(shù)即可，然而目標(biāo)zval屬于引用變量，單純的增加引用計(jì)數(shù)顯然是錯(cuò)誤的， Zend的解決辦法是為d單獨(dú)生成一份zval副本。
全過(guò)程如下所示：