PHP变量底层原理

news2024/11/23 22:19:52

前言

PHP是解释型的语言，它的执行顺序主要会经过以下几步：

1. 进行词法分析

2. 进行语法分析

3. 通过zend编译器，编译成opcode

4. zend虚拟机执行opcode

我们在写PHP代码的时候就知道，PHP是弱语言类型，而PHP底层又是由zend虚拟机来执行的，zend虚拟机又是C语言编写的，C语言又是强类型的语言，那么PHP是怎么做到弱语言变成强语言类型的虚拟机可执行的呢？这里就要先了解到变量的zval结构了。

变量的结构

1. synbol_table符号表

synbol_table全局符号表，使用hashtable数据结构用于存放变量名以及值地址。

当我们定义一个变量 $a =1 ，a是这个变量名，1是变量的值，synbol_table就是存放变量名a和对应1所在的地址。

2. zval结构体

变量值采用的就是zval结构体来实现的，查看PHP源码可以看到zval结构体如下：

struct _zval_struct {
    /* Variable information */
    zvalue_value value; /* value */
    zend_uint refcount_gc;
    zend_uchar type; /* active type */
    zend_uchar is_ref_gc;
};

value: 变量值，它是一个zvalue_value联合，下面会具体介绍它的结构。

refcount_gc: 引用次数，用于变量赋值和垃圾回收使用。

type: 活动的类型，体现这个变量操作时的真实类型，它的值主要有这8种： IS_NULL、IS_BOOL、IS_LONG、IS_DOUBLE IS_STRING、IS_ARRAY、IS_OBJECT、IS_RESOURCE

is_ref_gc: 是否引用变量

3. zvalue_value联合

zvalue_value联合列出了PHP语言所支持的所有变量类型，结构如下：

typedef union _zvalue_value {
    long lval;
    double dval;
    struct {
        char *val;
        int len;
    } str;
    HashTable *ht;
    zend_object_value obj;
} zvalue_value;

对于变量定义如下图：

当我们定义了一个变量 $a =3时，全局hashtable表中存下了变量a和3值得地址，变量值则为struct_zval_struct结构体，value值为 long类型3，type是IS_LONG类型，refcount_gc为1只有变量a在引用,is_ref_gc为0 非引用类型。

变量赋值

1. 变量传值赋值

举例：$a = 10 ; $b = $a;

我们定义了一个变量a=1，接着我们将变量a赋值给变量b。

当我们进行传值赋值时，其实php底层并不会复制，因此这时所占用的内存只有一个，从上面例子中，当我们定义变量a时则会生成一个变量a的zval结构体，这个结构体中refcount_gc=1,is_ref_gc =0,当进行赋值$b = $a时，则原来变量a的结构体中refcount_gc+1 = 2,因为非引用赋值is_ref_gc=0；

2. COW(写时复制)

COW(写时复制)特性，当变量进行写操作时则会复制新的结构体。

上面例子中$b=$a;而接下去当我们要进行 $b=20 对变量b进行修改成20时，那么会复制一份$b的结构体，此时a的结构体中 refcount_gc-1 =1 ，b的结构体refcount_gc =1。

3. 变量引用赋值

举例：$a = 10 ; $b = &$a;

同样的定义了一个变量a=10;同时变量b赋值的是变量a的地址，这时a和b都是公用同一个结构体，这个结构体中 refcount_gc=2,is_ref_gc =1。无论对a还是对b进行修改，都是修改同一个结构体。

4. 传值和引用赋值混合操作

举例：

$a=10
$b=$a
$c=&$a
$c=20

第一步：$a=10时，结构体中 value=10 ,refcount_gc=1 ,is_ref_gc=0；
第二步：$a赋值$b时，结构体为同一个 refcount_gc =2；
第三步：$a引用赋值给$c时，结构体为同一个 refcount_gc=3, is_ref_gc=1；
第四步：$c进行修改时，则分裂一个$b的结构体 ref_count_gc=1 is_ref_gc=0，原结构体ref_count_gc=2 is_ref_gc=1；