一文帶你分析php7的zval

Zval是PHP中最重要的資料結構之一，它包含了PHP中變數的值和型別相關資訊。

1. zval

1.1 zval的結構(zend_types.h)

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     var_flags;
        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 */
    } u2;};

zval結構比較簡單, 由三個部分組成:

• #zend_value:保存特定變數類型的值或指標
• u1的核心作用是區分型別
• u2為輔助值

為了更直覺的看下zval的結構及核心字段的取值，我們上張圖。

對u1.v.type的說明：

1. IS_UNDEF：標記未定義，表示資料可以被覆寫或刪除。例如在對陣列元素進行unset操作時，PHP 7並不會直接將資料從分配給HashTable的記憶體中刪掉，而是先將該元素所在的Bucket的位置標記為IS_UNDEF，當HashTable中IS_UNDEF元素個數到達一定閾值時，進行rehash操作時再將IS_UNDEF標記的元素覆寫或刪除。
2. IS_TRUE和IS_FALSE：這裡將IS_BOOL優化成兩個，直接將布林類型的標記記錄在type中。
3. IS_REFERENCE：是新增的類型，PHP7中使用不同的處理方式來處理「&」
4. IS_INDIRECT：同樣也是新增的類型，由於PHP 7中HashTable的設計跟PHP5中有很大的不同，所以在解決全域符號表存取CV變數表的問題上，引入了IS_INDRECT類型。
5. IS_PTR：此類型被定義為指標類型，用來解析value.ptr，通常用在函數類型上。例如聲明一個函數或方法。

1.2 zend_value

zval的中zend_value定義如下：

typedef union _zend_value {
    zend_long         lval;             /* long value */
    double            dval;             /* double value */
    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;

1.3 zval記憶體佔用

#在一個zval中：

• zend_value為union，只佔8位元組。剛好可以存放一個zend_long或是一個double，又或者一個指標。
• u1為4位元組，儲存一個v或type_info
• u2為4位元組

所以一個zval佔用16位元組。在對應php5中，一個zval的大小為48位元組，的確是巨大的提升。

2. 變數儲存

2.1 true, false, null

可依zval.u1.v.type直接區分，無須zend_value參與

2.2 long，double

直接儲存在zend_value的lval或dval中。

2.3 其它型別(string，array，object，resource等)

使用zend_value對應的指針，指向其具體的結構。

例如字串型別的結構為

struct _zend_string {
    zend_refcounted_h gc;
    zend_ulong        h;                /* hash value */
    size_t            len;
    char              val[1];
};

一個字符串變數記憶體組織如下圖所示, zval.value.str指向zend_string結構。

Zval是PHP中最重要的資料結構之一，它包含了PHP中變數的值和類型相關資訊。

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