PHP传参原理深入解析
在编写php扩展时,似乎参数(即传给zend_parse_parameters的变量)是不需要free的。 举例:
运行正常: test("Hello World"); // 打印Hello World 这里不用担心test函数会发生内存泄露,php会自动帮我们回收这些用于保存参数的变量。 那php究竟是如何做到的呢?要解释这个问题,还是得看php是怎么传递参数的。 EG(argument_stack)简介 简单来讲,在php中的EG中保存了一个专门用于存放参数的栈,名为argument_stack。每当发生函数调用时,php会将传入的参数压进EG(argument_stack)。一旦函数调用结束,则EG(argument_stack)被清理,并且等待下一次的函数调用。 关于EG(argument_stack)的struct结构、用途,php5.2和5.3实现有一些区别。本文主要以5.2为例,5.3+的变化后面抽空再说。
上图是5.2中argument_stack的大概示意图,看起来简单明了。其中,栈顶和栈底固定为NULL。函数接收的参数按照从左到右的顺序,依次被压入栈。注意,最后会被额外压入一个long型的值,表示栈里的参数个数(上图中为10)。 那被压入argument_stack的参数究竟是什么呢?其实是一个个zval类型的指针。 它们指向的zva有可能是CV变量,有可能是is_ref=1的变量,还有可能是一个常量数字,或者常量字符串。 EG(argument_stack)在php5.2中被具体实现为zend_ptr_stack类型:
初始化argument_stack 初始化argument_stack的工作是发生在php处理具体的请求之前,更准确说是处于php解释器的启动过程之中。 在init_executor函数里我们发现如下2行:
这2行分别代表着,初始化EG(argument_stack),紧接着压入一个NULL。由于EG是个全局变量,因此在实际调用zend_ptr_stack_init之前,EG(argument_stack)中的所有数据全部为0。 zend_ptr_stack_init实现很简单。
一旦argument_stack被初始化完,则立即会被压入NULL。这里无须深究,这个NULL其实没有任何的含义。 NULL入栈之后,整个argument_stack的实际内存分布如下:
参数入栈 在压入第一个NULL之后,一旦再有参数入栈,则argument_stack会发生如下动作: stack->top++; *(stack->top_element++) = 参数; 用一段简单的php代码来说明问题:
上述代码在调用foo时,传入了一个字符串常量。因此,实际上被压入栈的是一个指向存储“hello world”的zval。用vld来查看编译之后的opcode:
SEND_VAL指令实际上做的事情就是将“hello world”压入argument_stack。
入栈完成之后的argument_stack为: 参数个数 前文说到,实际上并非把所有参数入栈就完事了。php还会额外压入一个数字,表示参数的个数,这个工作并非发生在SEND_XXX指令时。实际上,在真正执行函数之前,php会将参数个数入栈。 继续沿用上面的例子,DO_FCALL 指令用于调用foo函数。在调用foo之前,php会自动填入argument_stack最后一块。
压入参数个数和NULL之后,用于foo调用的整个argument_stack已然完成。
第一条指令是RECV,从字面上理解便是用于获取栈中参数的。实际上,SEND_VAL和RECV有点对应的感觉。每次函数调用之前SEND_VAL,在函数内部进行RECV。为什么不说是完全对应,实际上RECV指令并非一定需要。只有当用户定义的函数被调用是,才会产生RECV。我们编写的扩展函数,php自带的内建函数,都不会有RECV。 需要额外指出的是,每次SEND_VAL和RECV 均只能处理一个参数。也就是说如果传参的过程中有多个参数,那么会产生若干SEND_VAL以及若干RECV。这里引出一个很有趣的话题,传入参数和获取参数的顺序是怎样的呢? 答案是,SEND_VAL会将参数从左至右的进行压栈,而RECV一样的从左至右获取参数。
zend_assign_to_variable_reference 和 zend_receive 都会完成“获取参数” 。“获取参数”不太好理解,实际它究竟是做哪些事情呢? 说到底很简单,“获取参数”就是将这个参数添加到当前函数执行期间的“符号表”中,具体对应为EG(current_execute_data)->symbol_table。本示例中,RECV完成之后,函数体内的symbol_table中有了一个符号‘str’,它的值为“hello world”。 但argument_stack并没有发生一丝变化,因为RECV仅仅是读取参数,而不会对栈产生类似pop操作。 清理argument_stack
foo内部的print_r也是一个函数调用,因此也会产生压栈-->清栈的操作。因此print_r执行之前的argument_stack为:
print_r执行之后argument_stack又回到了foo刚RECV完的状态。 具体调用print_r的过程并非本文阐述的重点。我们关心的是当调用foo结束之后,php是如何清理argument_stack的。 上面展示的do_fcall代码片段中可以看出,清理工作由zend_ptr_stack_clear_multiple完成的。
注意这里清理栈中zval指针,使用的是zval_ptr_dtor。zval_ptr_dtor会将refcount减1,一旦refcount减为0,则保存该变量的内存区域会被真正的回收掉。 在本文示例中,foo调用完毕之后,保存“hello world”的zval状态为:
由于refcount只剩1,因此,zval_ptr_dtor会将“hello world”真正从内存中销毁。 消栈完毕之后的argument_stack内存状态为: 可以看出上图中的argument_stack与刚被初始化之后是一样的。此时argument_stack真正做好了迎接下一次函数调用的准备。 回到文章刚开始的问题... 为何无需free(str)呢?弄明白了argument_stack之后就很好理解这个问题了。 因为str指向的是zval中实际存放“hello world”的内存地址。假设扩展函数如下:
则调用
会输出“Hello world”。尽管我们调用test时,并非是传$a的引用,但实际效果相当于test(&$a)。 简单来说,内存中只有一份$a,不管是CV数组中,还是在argument_stack中。而zend_parse_parameters并没有拷贝一份数据用于函数执行,事实上它也不能这么做。因此,当函数完毕之后,如果没有其他地方会用到$a,php清理argument_stack时会帮我们free。如果仍然其他代码在使用,就更加不能手动free了,否则会破坏$a的内存区域。 注意,并非写扩展函数中用到的每个变量,php都会自动回收。所以该free时,切勿手软:) |

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