PHP底层变量

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PHP 中的变量是一些容器，用于存储变量的类型、值、引用此容器的变量的数量以及标志（此变量是否被引用）。

结构体和指针

结构体与类非常相似，但它们不能包含方法，只能包含数据、指向数据的指针和指向函数的指针。在 C 语言中声明结构体时，需要定义其数据类型。定义变量时，可以用结构体的名称代替变量的类型，如下所示：

my_super_struct super_struct_instance;

指针类似于变量，但它们的值存储的是内存中的地址。引用变量的行为类似于解引用的指针，这意味着它们可以访问指针指向的值。我们来看一个例子：

// defining pointer `foo`, that will points to the variable with `int` type
int *foo;
// defining variable with `int` type
int bar = 3;

// taking reference to variable `bar` and assigning it to pointer.
// `foo` stores memory address, where `bar` stores
foo = &bar;

// with an asterisk we dereference the pointer (take the value at its address) and increment the value
(*foo)++;

// we increment the pointer itself, that means the pointer will refer at another value
foo++;

容器

容器是一个名为“Zend value” zval（简称“Zend value”）的结构体，它代表一个任意的 PHP 值，如下所示：

struct zval {
    zvalue_value value;
    zend_uchar type;
    zend_uchar is_ref;
    zend_ushort refcount;
};

如我们所见，变量包含值、类型、标志和引用数量。PHPzval支持以下 8 种类型：

• BOOL
• LONG （有符号整数类型）
• DOUBLE （用于存储浮点数）
• STRING
• ARRAY
• OBJECT
• RESOURCE
• NULL

zvalue_value是一个联合体union。联合体是一种特殊类型，它可以包含多个不同类型的成员声明，​​但只会使用其中一个。这就是它的定义：

typedef union _zvalue_value {
    long lval; // integer
    double dval; // float
    struct {
        char *val;
        int len;
    } str; // string
    HashTable *ht; // array
    zend_object obj; // object
} zvalue_value;

因此，当你创建这种类型的变量时，它将占用与联合体中最重元素占用的内存完全相同的内存。

我们为什么需要这一切？

首先，我们来弄清楚为什么需要引用计数。这很简单：当你将另一个变量的值赋给一个变量时，它们都引用同一个引用zval，并且refcount引用计数会递增。

现在，如果您更改其中一个变量的值，PHP 检测到refcount该值大于 1 后，会复制该变量zval，并在副本中进行更改，这样您的变量就会指向新的值zval。它看起来会像这样：

$foo = "baz";
$bar = $foo;

bar,foo: {
    type: string,
    value:
        str:
            val: "baz"
            len: 3
    is_ref: 0
    refcount: 2
}

$bar .= "q";

foo: {
    type: string,
    value:
        str:
            val: "baz"
            len: 3
    is_ref: 0
    refcount: 1
}
bar: {
    type: string,
    value:
        str:
            val: "bazq"
            len: 4
    is_ref: 0
    refcount: 1
}

这种技术称为“写时复制”，它可以很好地降低内存消耗。此外，垃圾回收器refcount也需要它，它会从内存中移除所有具有.zvalrefcount = 0

那么引用会发生什么情况？它is_ref是否有效？这很简单：如果您从一个变量创建一个引用，则 is_ref 标志变为 1，并且上述针对此 zval 的优化将不会应用。

$foo = "baz";
$bar = $foo;

bar,foo: {
    type: string,
    value:
        str:
            val: "baz"
            len: 3
    is_ref: 0
    refcount: 2
}

$baz = &$foo;

baz,foo: {
    type: string,
    value:
        str:
            val: "baz"
            len: 3
    is_ref: 1
    refcount: 2
}
bar: { // variable `bar` was allocated to a separate `zval`
    type: string,
    value:
        str:
            val: "baz"
            len: 3
    is_ref: 0
    refcount: 1
}

$qwe = $foo;

baz,foo: {
    type: string,
    value:
        str:
            val: "baz"
            len: 3
    is_ref: 1
    refcount: 2
}
bar: {
    type: string,
    value:
        str:
            val: "baz"
            len: 3
    is_ref: 0
    refcount: 1
}
// this variable was also allocated to a separate `zval`
qwe: {
    type: string,
    value:
        str:
            val: "baz"
            len: 3
    is_ref: 0
    refcount: 1
}

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