PHP赋值的内部是如何跑的详解

前言

在PHP中,一个变量被赋值,内部到底经历了怎样的逻辑判断呢?

PHP在内核中是通过zval这个结构体来存储变量的,它的定义在Zend/zend.h文件里

struct _zval_struct {zvalue_value value; /* 变量的值 */zend_uint refcount__gc;zend_uchar type; /* 变量当前的数据类型 */zend_uchar is_ref__gc;};typedef struct _zval_struct zval;//在Zend/zend_types.h里定义的:typedef unsigned int zend_uint;typedef unsigned char zend_uchar;

使用xdebug的xdebug_debug_zval函数可以打印出变量的refcount,is_ref的值。

$a = 'Hello World';$b = $a;

以上内容在内核中怎么执行呢?

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); //这句很特殊,我们显式的增加了helloval结构体的refcountzend_hash_add(EG(active_symbol_table), "b", sizeof("b"),&helloval, sizeof(zval*), NULL);

可以看出来,当变量赋值的时候,其实两个变量指向的是同一个地址空间。那么问题来了,如果指向同一个地址空间,那不是修改a,b也会跟着改变。这就涉及php的 写时复制机制 。 以上代码,如果后面一行为 $b = '123' 判断过程如下:

  • 如果这个变量的zval部分的refcount小于2,代表没有别的变量在用,则直接修改这个值
  • 否则,复制一份zval 的值,减少原zval的refcount的值,初始化新的zval的refcount,修改新复制的zval

简单变量

先引用赋值后普通赋值

var_dump(memory_get_usage());$a = '1234567890';xdebug_debug_zval('a');var_dump(memory_get_usage());$b = &$a;xdebug_debug_zval('a','b');var_dump(memory_get_usage());$c = $a;xdebug_debug_zval('a','b','c');var_dump(memory_get_usage());$a = '1234567890';var_dump(memory_get_usage());$b = &$a;var_dump(memory_get_usage());$c = $a;

输出内容如下:

int(121672)
a: (refcount=1, is_ref=0)='1234567890'

int(121776)
a: (refcount=2, is_ref=1)='1234567890'
b: (refcount=2, is_ref=1)='1234567890'

int(121824)
a: (refcount=2, is_ref=1)='1234567890'
b: (refcount=2, is_ref=1)='1234567890'
c: (refcount=1, is_ref=0)='1234567890'

int(121928)

$a 赋值,开辟了104byte空间,变量a refcount=1,is_ref=0

$b 赋值,开辟了48byte空间,变量a refcount=2,is_ref=1。48byte是符号表占用,a,b执行同一个地址空间

$c 赋值,开辟了104byte空间。由于a,b是引用,所以在c赋值的时候,会开辟新空间,复制a zval内容,并初始化refcount,is_ref,所以a 的refcount不变,c 的refcount=1

先普通赋值后引用赋值

var_dump(memory_get_usage());$a = '1234567890';xdebug_debug_zval('a');var_dump(memory_get_usage());$b = $a;xdebug_debug_zval('a','b');var_dump(memory_get_usage());$c = &$a;xdebug_debug_zval('a','b','c');var_dump(memory_get_usage());

输出内容如下:

int(121672)

a: (refcount=1, is_ref=0)='1234567890'
int(121776)

a: (refcount=2, is_ref=0)='1234567890'
b: (refcount=2, is_ref=0)='1234567890'
int(121824)

a: (refcount=2, is_ref=1)='1234567890'
b: (refcount=1, is_ref=0)='1234567890'
c: (refcount=2, is_ref=1)='1234567890'
int(121928)

$a 赋值,开辟了104byte空间,变量a refcount=1,is_ref=0

$b 赋值,开辟了48byte空间,变量a refcount=2,is_ref=1。48byte是符号表占用,a,b指向同一个地址空间

$c 赋值,开辟了104byte空间。由于a,c是引用,需要与b隔离开来,因此会赋值原有的zval,初始化zval,将a,c指向新复制的zval,同时原有的zval refcount-1

数组

$arr = [0=>'one'];
xdebug_debug_zval('arr');
$arr[1] = $arr;

xdebug_debug_zval('arr');

$arr[2] = $arr;
xdebug_debug_zval('arr');
unset($arr[1]);
xdebug_debug_zval('arr');
unset($arr[2]);
xdebug_debug_zval('arr');

输出内容如下:

arr: (refcount=1, is_ref=0)=array ( 0 => (refcount=1, is_ref=0)='one')
)
arr: (refcount=1, is_ref=0)=array (
0 => (refcount=2, is_ref=0)='one',
1 => (refcount=1, is_ref=0)=array (
0 => (refcount=2, is_ref=0)='one'
)
)
arr: (refcount=1, is_ref=0)=array (
0 => (refcount=3, is_ref=0)='one',
1 => (refcount=2, is_ref=0)=array (
0 => (refcount=3, is_ref=0)='one'),
2 => (refcount=1, is_ref=0)=array (
0 => (refcount=3, is_ref=0)='one',
1 => (refcount=2, is_ref=0)=array (...)
)
)
arr: (refcount=1, is_ref=0)=array (
0 => (refcount=3, is_ref=0)='one',
2 => (refcount=1, is_ref=0)=array (
0 => (refcount=3, is_ref=0)='one',
1 => (refcount=1, is_ref=0)=array (...)
)
)
arr: (refcount=1, is_ref=0)=array (
0 => (refcount=1, is_ref=0)='one'
)
$arr = [0=>'one'];xdebug_debug_zval('arr');$arr[1] = &$arr;xdebug_debug_zval('arr');$arr[2] = $arr;xdebug_debug_zval('arr');unset($arr[1]);xdebug_debug_zval('arr');unset($arr[2]);xdebug_debug_zval('arr');

输出内容如下:

arr: (refcount=1, is_ref=0)=array (
0 => (refcount=1, is_ref=0)='one'
)
arr: (refcount=2, is_ref=1)=array (
0 => (refcount=1, is_ref=0)='one',
1 => (refcount=2, is_ref=1)=...
)
arr: (refcount=3, is_ref=1)=array (
0 => (refcount=2, is_ref=0)='one',
1 => (refcount=3, is_ref=1)=...,
2 => (refcount=2, is_ref=0)=array (
0 => (refcount=2, is_ref=0)='one',
1 => (refcount=3, is_ref=1)=...,
2 => (refcount=2, is_ref=0)=...)
)
arr: (refcount=2, is_ref=1)=array (
0 => (refcount=2, is_ref=0)='one',
2 => (refcount=2, is_ref=0)=array (
0 => (refcount=2, is_ref=0)='one',
1 => (refcount=2, is_ref=1)=...,
2 => (refcount=2, is_ref=0)=...)
)
arr: (refcount=2, is_ref=1)=array (
0 => (refcount=2, is_ref=0)='one'
)

上面段测试代码很相似,差别只在arr[1]是否是引用赋值。

arr[1]非引用赋值的情况,arr[0]的refcount = 赋值次数+1,执行两次unset之后,arr,arr[0]的refcount都跟开始定义的时候一致。 arr[1]引用赋值的情况,arr[0]的refcount = 非引用赋值次数+1,执行两次unset之后,arr,arr[0] 的refcount都无法回到定义的时候的值。

主要原因在于arr[1]引用赋值,构成一个递归操作。 但是如果,至于这个refcount,真的说不明白。当没有arr[2]赋值的时候,执行unset, arr refcount能回到1 。从下面这张图更加清晰看出内部递归引用

当出现上面这种情况,refcount本该=1,但实际上面没有被设置为1,这种情况就会出现内存泄漏。上面代码循环执行100次,内存从一开始121096 上升到169224,内存占用上升了5k 。

对象

$user = new User();
 $m = $user;
 $user->user ='';
 $user->name = 'sdfsdfs';
 xdebug_debug_zval('user','m');

以上内容输出

(refcount=2, is_ref=0)=class User {
public $name = (refcount=1, is_ref=0)='sdfsdfs';
public $model = (refcount=1, is_ref=0)=NULL;
public $user = (refcount=1, is_ref=0)=''
}
m: (refcount=2, is_ref=0)=class User {
public $name = (refcount=1, is_ref=0)='sdfsdfs';
public $model = (refcount=1, is_ref=0)=NULL;
public $user = (refcount=1, is_ref=0)=''
}

xdebug给出的is_ref=0。refcount与普通变量一直。但是类的赋值是引用赋值。

$user = new User();
 $user->user = $user;
 $user->name = 'sdfsdfs';
 xdebug_debug_zval('user');
 unset($user);

上面内容输出:

user: (refcount=2, is_ref=0)=class User { public $name = (refcount=1, is_ref=0)='sdfsdfs'; public $user = (refcount=2, is_ref=0)=... }

这里由于类的赋值是引用赋值,索引也构成了一个递归操作,这样也会跟数组一样出现内存泄漏的情况。对以下代码个自行100次

$user = new User();
 $user->user = $user;
 $user->name = 'sdfsdfs';
 xdebug_debug_zval('user');
 unset($user);
$user = new User();
 $user->user = new Order();
 $user->name = 'sdfsdfs';
 xdebug_debug_zval('user');
 unset($user);

第一段代码前后内存差1408 byte. 第二段代码差208 byte。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对我们的支持。

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