我們都知道PHP的變數是弱型別的,宣告的時候不需要指定型別。那麼這裡面具體是怎麼實現的呢?這就得從變數的基礎結構說起了。
在原始碼檔案zend_type.h 中,可以看到zval 的定義:
typedef struct _zval_struct zval;struct _zval_struct { zend_value value; /* value */ union { struct { ZEND_ENDIAN_LOHI_4( zend_uchar type, /* active type */ zend_uchar type_flags, zend_uchar const_flags, zend_uchar reserved) /* call info for EX(This) */ } v; uint32_t type_info; } u1; union { uint32_t next; /* hash collision chain */ uint32_t cache_slot; /* literal cache slot */ uint32_t lineno; /* line number (for ast nodes) */ uint32_t num_args; /* arguments number for EX(This) */ uint32_t fe_pos; /* foreach position */ uint32_t fe_iter_idx; /* foreach iterator index */ uint32_t access_flags; /* class constant access flags */ uint32_t property_guard; /* single property guard */ uint32_t extra; /* not further specified */ } u2; }复制代码
zval 的結構由一個保存變數類型的值或指標的union 聯合體zend_value 以及兩個union 聯合體u1 和u2 組成
u1的作用是用來保存變數類型及其訊息,其裡面的字段用處如下:
type:記錄變數型別。 即可透過 u2.v.type 來存取到
type_flags:對應變數特有類型的標記(如常數類型,需引用計數類型,不可變類型),不同類型的變數對應的 flag 不一樣。
const_flags:常數類型的標記
reserved:保留欄位
u2 主要是輔助作用,由於結構體的記憶體對齊,所以u2 的的這塊空間有或沒有u2 都是已經佔據空間了,所以就利用起來。 u2的輔助字段裡面記錄了很多類型信息,這些信息對內部功能有很大的好處,或提升緩存友好性或減少了內存尋址的操作。這裡介紹其中部分欄位。
next:用來解決雜湊衝突問題(雜湊衝突這個目前還不明白),記錄衝突的下一個元素位置。
cache_slot:運行時快取。執行函數時會優先到快取中查找,若快取中沒有,再去全域的 function 表中查找。
num_args:函數呼叫時傳入參數的個數
access_flags:物件類別的存取標識,如public protected private 這些。
typedef union _zend_value { zend_long lval; /* 整型*/ double dval; /* 浮点型 */ zend_refcounted *counted; zend_string *str; zend_array *arr; zend_object *obj; zend_resource *res; zend_reference *ref; zend_ast_ref *ast; zval *zv; void *ptr; zend_class_entry *ce; zend_function *func; struct { uint32_t w1; uint32_t w2; } ww; } zend_value;复制代码
從 zend__value 中可以看出,long、double 類型直接儲存值,而其它類型都為指針,指向各自的結構。所以,由於 zval 這樣的結構,PHP 變數在宣告的時候不用顯示的指定其類型,因為不管你賦給變數什麼類型的值,它都能幫你找到對應的儲存結構。
以值為字串的變數為例,其結構是這樣的:
##PHP7
可以看到php7 的zval 總的只佔16 個位元組,相較於PHP5 的zval 所佔用的48 個位元組節省了很大的記憶體。
常見變數類型
以下介紹幾個常見類型的變數結構,其他更多的類型,可自行查看原始碼。
整數和浮點型
對於整數和浮點型,由於其佔用空間小,在zval 中是直接儲存的整數的值是存在lval 裡,浮點型值則是儲存在dval 裡。
typedef union _zend_value { zend_long lval; /* 整型*/ double dval; /* 浮点型 */ ... }复制代码
字串
PHP 7 中定義了新的字串結構體。結構如下:
struct _zend_string { zend_refcounted_h ; zend_ulong h; /* hash value */ size_t len; char val[1]; };复制代码
上面各個欄位的意思:
gc: 變數引用訊息,所有用到引用計數的變數型別都會有這個結構。
h: 雜湊值,陣列中計算索引時會用到。 (據說這個操作為PHP7 提高了5% 的性能)
len: 字符串長度,通過這個值保證二進制安全
val: 字符串內容,變長struct,分配時按len長度申請內存 陣列
array 是 PHP 中非常強大的資料結構,它的底層實作就是普通的有序HashTable,這裡簡單看下它的結構。後續再具體深入。
typedef struct _zend_array HashTable;struct _zend_array { zend_refcounted_h gc; union { struct { ZEND_ENDIAN_LOHI_4( zend_uchar flags, zend_uchar nApplyCount, zend_uchar nIteratorsCount, zend_uchar consistency) } v; uint32_t flags; } u; uint32_t nTableMask; Bucket *arData; uint32_t nNumUsed; uint32_t nNumOfElements; uint32_t nTableSize; uint32_t nInternalPointer; zend_long nNextFreeElement; dtor_func_t pDestructor; }复制代码
struct _zend_object { zend_refcounted_h gc; uint32_t handle; zend_class_entry *ce; const zend_object_handlers *handlers; HashTable *properties; zval properties_table[1]; };复制代码
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