首页 php教程 php手册 深入PHP使用技巧之变量

深入PHP使用技巧之变量

Jun 21, 2016 am 08:52 AM
php zval

  众所周知,PHP与其他脚本语言一样,属于弱变量类型的语言。同时PHP本身也是通过C语言来实现。本文主要介绍PHP内部是如何实现弱变量类型的,并且据此分析在PHP开发中需要注意的一些使用技术。其中会重点分析PHP中的copy on write机制和引用相关方面的话题。 本章节属于《深入PHP使用技巧》的第一部分。

  如何实现弱变量

  在了解PHP实现弱变量类型之前,可以先思考下:如何通过C/C++来实现弱变量类型的效果呢?

  这个问题我在BIT培训课上基本上有两种答案:

  方法1:采用C++的继承机制。首先定义一个基础类型

  Class Var

  {

  }

  然后基于Var,派生出不同的子类型IntVar/FloatVar/StringVar等等。

  方法2:基于C语言的 Struct。其中一个字段用于标识类型,另外一个字段用于存储数据,由于数据要是各种类型,所以通常需要采用指针

  比如:

  struct var {

  Int type;

  Void *data;

  };

  两种思路本身并没有太大区别,也都基本上能够满足需求。在PHP中采用了第二种思路,并且做了比较多的优化。在PHP中,所有的变量都会对应同一种类型zval,其中zval也就是struct _zval_struct,具体定义如下:

  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;

  };

  从zval可以看出,PHP在细节方面的确做了不少优化的功夫。

  1.zend_uchar type。采用uchar节省内存。

  2.zvalue_value value; 采用union来替换void *,这样同样能节省空间,并且比void *更能表义清晰。

  3.在字符串类型中,默认保留了字符串的长度。这样很容易做到字符串的二进制安全,并且在计算字符串长度的时候不需要进行扫描。

  观察PHP弱变量的实现,也会有以下疑惑:

  1.为什么会没有int类型呢?其实在PHP中是有的,只是说默认int数据就保存在long中。

  2.资源类型咋表现的呢?资源在PHP内部其实就是一数字。详细后续会介绍。

  3.refcount和is_ref是干嘛的呢?呵呵,这就是第二部分要介绍的了。

  Reference counting & Copy-on-Write

  PHP和其他语言类似,在其语法中有两种赋值方式:引用赋值和非引用赋值(普通的==赋值)。

  

  $a = 1;

  $b = $a;//非引用赋值

  $c = &$a;//引用赋值

  ?>

  引用赋值和非引用赋值在PHP内部是如何实现的呢?一种通常的认识是:“引用赋值就是两个变量对应同一个Zval,非引用赋值则是直接产生一个新的zval,同时把对应的值直接copy过来。”也就是该代码的内存结构如下:

  

 

  (该图是大多数人认为的PHP内存结构,是错误的)

  这样的确能够满足大部分情况下的需求,但显然不是最佳的解决方案,尤其是在内存管理上,比如说以下代码就会显得非常的低效。

  

  $arr = array(...);//定义一个非常大的PHP数组

  myfunc($arr);//每一个函数调用都是一次隐性的非引用赋值

  myfunc($arr);

  ?>

  因为每次函数调用会进行一次内存dump,而大内存的内存dump是非常耗CPU的。在C语言中,一种解决方案是采用指针,所有函数调用尽量传递指针。的确很灵活高效,但也很难维护~指针可以说是C语言程序员心头的痛(当然也是福~^_^)。还有一种更高级更有效的方法是采用引用计数(Reference counting)。

  在PHP中,也可以采用引用来解决这样的问题,但你见过采用在PHP中大量使用引用的吗?显然很少。

  在PHP内核中,Zval的实现正是采用了引用计数的概念,说起引用计数就不得不谈到copy-on-write 机制。这样前面谈到的refcount和is_ref就有作用了。

  refcount:引用次数。在zval初始创建的时候就为1。每增加一个引用,则refcount ++。

  is_ref:用于表示一个zval是否是引用状态。zval初始化的情况下会是0,表示不是引用。

  在Zend/Zend.h内部有一些关于ZVAL的宏定义,里面比较清晰的解析了引用计数的一些规则,其中重点关注以下几个宏定义

  #define INIT_PZVAL(z) \

  (z)->refcount = 1; \

  (z)->is_ref = 0;

  #define SEPARATE_ZVAL_IF_NOT_REF(ppzv) \//非引用下的变量分离

  if (!PZVAL_IS_REF(*ppzv)) { \

  SEPARATE_ZVAL(ppzv); \

  }

  #define SEPARATE_ZVAL_TO_MAKE_IS_REF(ppzv) \//非引用下的变量分离,并且设置引用

  if (!PZVAL_IS_REF(*ppzv)) { \

  SEPARATE_ZVAL(ppzv); \

  (*(ppzv))->is_ref = 1; \

  }

  #define SEPARATE_ARG_IF_REF(varptr) \ //引用下的变量分离

  if (PZVAL_IS_REF(varptr)) { \

  zval *original_var = varptr; \

  ALLOC_ZVAL(varptr); \

  varptr->value = original_var->value; \

  varptr->type = original_var->type; \

  varptr->is_ref = 0; \

  varptr->refcount = 1; \

  zval_copy_ctor(varptr); \

  } else { \

  varptr->refcount++; \

  }

  这里面谈到两个重要的概念:

  1、非引用下的变量分离。

  非引用下的变量分离,是指在一堆非引用变量中插入引用的情况下,在PHP内部进行的一种内存操作。以下面的列子来看:

  $a = 1;

  $b = $a;

  $c = &$b;

  在前两句执行之后,内存结构如下图

  

 

  在第三句 $c = &$b;语句中则会执行“非引用下的变量分离。”,具体步骤是:

  将b分离出来,同时把a对应的zval的refcount-1。

  copy 出一个新的zval,并把zval的is_ref设置成1.

  把C指向这个新的zval,同时refcount ++

  最终效果如下图:

  

 

  2、引用下的变量分离。

  引用下的变量分离,是指在一堆引用变量中进行一个非引用赋值操作,这个时候会直接执行copy内存的操作。

  以下面的例子来说

  $a = 1;

  $b = &$a;

  $c = $b;

  在执行完前两行后,PHP中内存结构如下:

  

 

  在第三句,则会执行“引用下的变量分离”也就是真正的copy,最终内存结构如下图

  

 

  据此,基本上对PHP变量内部的一些原理比较清楚了,但还有一些需要注意点的:

  1、PHP变量的引用计数特性,对于数组同样也存在。但注意,对于key则不生效。(具体在后面章节会分析到。)

  2、PHP变量中的对象比较特殊,在PHP5之后,默认都是采用引用赋值的方式。具体实现可以参考Zend_objects.*系列代码。

  3、对于分析PHP内部变量,推荐采用xdebug_debug_zval,而不要采用内置的debug_zval_dump。因为PHP内置的debug_zval_dump函数一方面无法处理is_ref,而且采用了引用的方式来处理,从而导致看到结果会有误解。

  使用技巧结论

  据此可以得出分析出不少结论:

  1、在PHP开发中不推荐采用引用。因为PHP内部对内存优化本身做了不少工作,引用不会带来太多优化。(但注意推荐非强制)

  2、在PHP中strlen是o(1)的。



本站声明
本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

热AI工具

Undresser.AI Undress

Undresser.AI Undress

人工智能驱动的应用程序,用于创建逼真的裸体照片

AI Clothes Remover

AI Clothes Remover

用于从照片中去除衣服的在线人工智能工具。

Undress AI Tool

Undress AI Tool

免费脱衣服图片

Clothoff.io

Clothoff.io

AI脱衣机

AI Hentai Generator

AI Hentai Generator

免费生成ai无尽的。

热门文章

R.E.P.O.能量晶体解释及其做什么(黄色晶体)
2 周前 By 尊渡假赌尊渡假赌尊渡假赌
仓库:如何复兴队友
4 周前 By 尊渡假赌尊渡假赌尊渡假赌
Hello Kitty Island冒险:如何获得巨型种子
4 周前 By 尊渡假赌尊渡假赌尊渡假赌

热工具

记事本++7.3.1

记事本++7.3.1

好用且免费的代码编辑器

SublimeText3汉化版

SublimeText3汉化版

中文版,非常好用

禅工作室 13.0.1

禅工作室 13.0.1

功能强大的PHP集成开发环境

Dreamweaver CS6

Dreamweaver CS6

视觉化网页开发工具

SublimeText3 Mac版

SublimeText3 Mac版

神级代码编辑软件(SublimeText3)

CakePHP 项目配置 CakePHP 项目配置 Sep 10, 2024 pm 05:25 PM

在本章中,我们将了解CakePHP中的环境变量、常规配置、数据库配置和电子邮件配置。

适用于 Ubuntu 和 Debian 的 PHP 8.4 安装和升级指南 适用于 Ubuntu 和 Debian 的 PHP 8.4 安装和升级指南 Dec 24, 2024 pm 04:42 PM

PHP 8.4 带来了多项新功能、安全性改进和性能改进,同时弃用和删除了大量功能。 本指南介绍了如何在 Ubuntu、Debian 或其衍生版本上安装 PHP 8.4 或升级到 PHP 8.4

CakePHP 日期和时间 CakePHP 日期和时间 Sep 10, 2024 pm 05:27 PM

为了在 cakephp4 中处理日期和时间,我们将使用可用的 FrozenTime 类。

CakePHP 文件上传 CakePHP 文件上传 Sep 10, 2024 pm 05:27 PM

为了进行文件上传,我们将使用表单助手。这是文件上传的示例。

CakePHP 路由 CakePHP 路由 Sep 10, 2024 pm 05:25 PM

在本章中,我们将学习以下与路由相关的主题?

讨论 CakePHP 讨论 CakePHP Sep 10, 2024 pm 05:28 PM

CakePHP 是 PHP 的开源框架。它的目的是使应用程序的开发、部署和维护变得更加容易。 CakePHP 基于类似 MVC 的架构,功能强大且易于掌握。模型、视图和控制器 gu

如何设置 Visual Studio Code (VS Code) 进行 PHP 开发 如何设置 Visual Studio Code (VS Code) 进行 PHP 开发 Dec 20, 2024 am 11:31 AM

Visual Studio Code,也称为 VS Code,是一个免费的源代码编辑器 - 或集成开发环境 (IDE) - 可用于所有主要操作系统。 VS Code 拥有针对多种编程语言的大量扩展,可以轻松编写

CakePHP 创建验证器 CakePHP 创建验证器 Sep 10, 2024 pm 05:26 PM

可以通过在控制器中添加以下两行来创建验证器。

See all articles