内容来自于《Extending and Embedding PHP》- Chaper 3 - Memory Management,加上自己的理解,对php中变量的引用计数、写时复制,写时改变,写时复制和改变做个”翻译“。
看下面的内容之前先对zval这个结构体做个了解
typedef struct _zval_struct { zvalue_value value; zend_uint refcount; zend_uchar type; zend_uchar is_ref; } zval;
zval结构体中共有4个元素,value是一个联合体,用来真正的存储zval的值,refcount用来计数该zval被多少个变量使用,type表示zval所存储的数据类型,is_ref用来标志该zval是否被引用。
<?php $a = 'Hello World'; $b = $a; unset($a); ?>
我们一起来剖析下上面这段代码:
$a = 'Hello World';
首先这句代码被执行,内核创建一个变量,并分配12字节的内存去存储字符串'Hello World'和末尾的NULL。 $b = $a;
接着执行这句代码,执行这句的时候内核里面发生了什么呢?
$a
所指向的zval中的refcount进行加1操作。 将变量 $b
指向 $a
所指向的zval。
在内核中大概是这样的,其中 active_symbol_table
是当前的变量符号表
{ zval *helloval; MAKE_STD_ZVAL(helloval); ZVAL_STRING(helloval, "Hello World", 1); zend_hash_add(EG(active_symbol_table), "a", sizeof("a"), &helloval, sizeof(zval*), NULL); ZVAL_ADDREF(helloval); zend_hash_add(EG(active_symbol_table), "b", sizeof("b"), &helloval, sizeof(zval*), NULL); }
unset($a);
这句代码执行后,内核会将$a对应的zval结构体中的refcount计数减一,$b还和原来一样
<?php $a = 1; $b = $a; $b += 5; ?>
上面这段代码执行完之后,一般肯定希望 $a=1,$b=6
,但是如果像引用计数那样, $a
和 $b
指向相同的zval,修改 $b
之后 $a
不是也变了?
这个具体是怎么实现的呢,我们一起来看下:
$a = 1;
内核创建一个zval,并分配4个字节存储数字1。 $b = $a;
这一步和引用计数中的第二步一样,将 $b
指向和 $a
相同的zval,并将zval中的引用计数值refcount加1。 $b += 5;
关键是这一步,这一步骤发生了什么呢,怎么确保修改之后不影响 $a
。
get_var_and_separete
操作,如果recfount>1,就需要分离就创建新的zval返回,否则直接返回变量所指向的zval,下面看看如何分离产生新的zval。 $b
所指向zval一样的zval。 $b
所指向的zval中的refcount计数减1。 $b
指向新生成的zval。 对新生成的zval进行操作,这就是写时复制。
下面看看内核中分离时的主要代码:
zval *get_var_and_separate(char *varname, int varname_len TSRMLS_DC) { zval **varval, *varcopy; if (zend_hash_find(EG(active_symbol_table), varname, varname_len + 1, (void**)&varval) == FAILURE) { /* Variable doesn't actually exist fail out */ return NULL; } if ((*varval)->is_ref || (*varval)->refcount < 2) { /* varname is the only actual reference, * or it's a full reference to other variables * either way: no separating to be done */ return *varval; } /* Otherwise, make a copy of the zval* value */ MAKE_STD_ZVAL(varcopy); varcopy = *varval; /* Duplicate any allocated structures within the zval* */ zval_copy_ctor(varcopy); /* Remove the old version of varname * This will decrease the refcount of varval in the process */ zend_hash_del(EG(active_symbol_table), varname, varname_len + 1); /* Initialize the reference count of the * newly created value and attach it to * the varname variable */ varcopy->refcount = 1; varcopy->is_ref = 0; zend_hash_add(EG(active_symbol_table), varname, varname_len + 1, &varcopy, sizeof(zval*), NULL); /* Return the new zval* */ return varcopy; }
<?php $a = 1; $b = &$a; $b += 5; ?>
上面这段代码执行完之后一般希望是: $a == $b == 1
。这个又是怎么实现的呢?
$a = 1;
这一步骤和写时复制中的第一步一样。 $b = &$a;
这一步骤内核会将 $b
指向 $a
所指向的zval,将zval中的refcount加1,并将zval中的is_ref置为1。 $b += 5;
这一步骤和写时复制中的第三步骤一样,但是内核中发生的事情却不一样。
$b
进行变化的时候,也会执行get_var_and_separate函数,看是否需要分离。 (*varval)->is_ref
的话也会直接返回 $b
所指向的zval,不去分离产生新的zval,不管zval的refcount是否>1。 $b
值, $a
的值也就改变了,因为他们指向相同的zval。 说道现在聪明的你可能已经看出点问题了,如果一个zval结构体既有refcount计数又有is_ref引用这个时候怎么办?
<?php $a = 1; $b = $a; $c = &$a; ?>
如果出现上面这种情况的时候,如果 $a、$b、$c
指向同一个zval结构体,进行改变的时候Zend到底去听谁的?其实这个地方不会指向同一个zval了。
如果对一个 is_ref = 0 && refcount >1
的zval进行写时改变这种赋值形式(就是引用赋值)的时候,Zend会将等号右边的变量分离出来一个新的zval,
对这个zval进行初始化,对之前的zval的refcount进行减1操作,让等号左边的变量指向这个新的zval,refcount进行加1操作,is_ref=1。看看下面这张图片
<?php $a = 1; $b = &$a; $c = $a; ?>
上面这又是另外一种情况,在 is_ref = 1
的情况下,试图单纯的进行refcount+1操作的时候会分离出来一个新的zval给等号左边的变量,并初始化他,看看下面这张图片
1.《Extending and Embedding PHP》- Chaper 3 - Memory Management.
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