1.深入PHP变量存储结构

yliu277 2015-11-18

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首先声明，我并没有去读PHP的源码，只是对于PHP的有时候诡异的表现感兴趣，找了一下开发人员laruence的博客结合PHP提供的函数debug_zval_dump刺探得到了本博客所阐述的工作机理。如果你想对PHP变量存储结构有一个了解或想对PHP变量加深理解的话，本文是适合你的，比较深入的去看源代码吧。

为了保证博客的连贯性，首先引用laruence关于PHP变量内部存储结构的部分内容(稍作修改)

在PHP中，所有的变量都是用一个结构-zval来保存的，在Zend/zend.h中我们可以看到zval的定义：

  typedef struct _zval_struct {
    zvalue_value value;
    zend_uint refcount;
    zend_uchar type;
    zend_uchar is_ref;
  } zval;

其中zvalue_value是真正保存数据的关键部分，定义为一个联合体(union)

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

PHP中常见的变量类型有：

1. 整型/浮点/长整型/bool值 等等
2. 字符串
3. 数组/关联数组
4. 对象
5. 资源

PHP根据zval中的type字段来储存一个变量的真正类型，然后根据type来选择如何获取zvalue_value的值，比如对于整型和bool值:

   zval.type = IS_LONG;//整形
   zval.type = IS_BOOL;//布尔值

就去取zval.value.lval,对于bool值来说lval∈(0|1);如果是双精度，或者float则会去取zval.value的dval。而如果是字符串，那么:

   zval.type = IS_STRING

这个时候，就会取:zval.value.str而这个也是个结构，存有C分格的字符串和字符串的长度。

而对于数组和对象，则type分别对应IS_ARRAY, IS_OBJECT, 相对应的则分别取zval.value.ht和obj

比较特别的是资源，在PHP中，资源是个很特别的变量，任何不属于PHP内建的变量类型的变量，都会被看作成资源来进行保存，比如，数据库句柄，打开的文件句柄等等。对于资源:

   type = IS_RESOURCE

这个时候，会去取zval.value.lval，此时的lval是个整型的指示器，然后PHP会再根据这个指示器在PHP内建的一个资源列表中查询相对应的资源，此时的lval就好像是对应于资源链表的偏移值。

 ZEND_FETCH_RESOURCE(con, type, zval *, default, resource_name, resource_type);

借用这样的机制，PHP就实现了弱类型，因为对于ZE的来说，它所面对的永远都是同一种类型，那就是zval。

上面部分博文只是阐明了PHP变量的内部表示，要想知道内部表示是如何和用户脚本中的变量联系起来的，需要看laruence的另一篇博文深入理解PHP原理之变量作用域(Scope in PHP),同样引用部分内容(稍作修改)如下:

如果在脚本中写下：

<?php
  $var = 'laruence';
  echo $var;
?>

ZE是如何把我的变量var和内部结构zval联系起来的呢？

PHP内部都是使用zval来表示变量的，但是对于上面的脚本，我们的变量是有名字的, var。而zval中并没有相应的字段来体现变量名。PHP内部一定有一个机制，来实现变量名到zval的映射。

在PHP中，所有的变量都会存储在一个数组中(确切的说是hash table)。

当你创建一个变量的时候，PHP会为这个变量分配一个zval，填入相应的变量值，然后将这个变量的名字，和指向这个zval的指针填入一个数组中。然后，当你获取这个变量的时候，PHP会通过查找这个数组，获得对应的zval。

查看_zend_executor_globals结构(这个结构在PHP的执行器保存一些执行相关的上下文信息)

struct _zend_executor_globals {
 
     ....
    HashTable *active_symbol_table;/*活动符号表*/
    HashTable symbol_table;     /*全局符号表*/
 
    HashTable included_files;   
 
    jmp_buf *bailout;
    int error_reporting;
     .....
}

总结以上两篇博客，对于如下程序

<?php
class class1
{
	public $member;
	
	function __construct()
	{
		$this->member = 1;
	}
}

$a = 1;
$b = 0.56;
$c = 'string';
$d = array(1=>1);
$e = new class1;
$f = tmpfile();

debug_zval_dump($a);
debug_zval_dump($b);
debug_zval_dump($c);
debug_zval_dump($d);
debug_zval_dump($e);
debug_zval_dump($f);
?>

该程序使用debug_zval_dump刺探LONG、DOUBLE、STRING、ARRAY、OBJECT、RESOURCE类型变量，结果如下

long(1) refcount(2)
double(0.56) refcount(2)
string(6) 'string' refcount(2)
array(1) refcount(2){
  [1]=>
  long(1) refcount(1)
}
object(class1)#1 (1) refcount(2){
  ['member']=>
  long(1) refcount(1)
}
resource(4) of type (stream) refcount(2)

分析绘制整个存储结构如下