这篇文章主要介绍的内容是关于php内核之zval，有着一定的参考价值，现在分享给大家，有需要的朋友可以参考一下
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作者：twei 主页
前言之前面试的时候面试官问过php中变量是如何实现的，遗憾的是只答道了大概是用结构体实现的。这篇文章是谷歌之后觉得总结 的比较到位的，故转载进而学习之。
正文php中的数据类型
相对于 c、 c++、 java等其他编程语言，php 是一个弱类型的语言，意味着当我们要使用一个变量时，不需要去声明它的类型。这个特性给我们带来了很多便利，同时有时也会带来一些陷阱。那么，php 是真的没有数据类型这个说法吗？
当然不是。在 php 官方文档中将 php 中的变量划分为三类：标量类型、复杂类型和特殊类型。标量类型包括布尔型（bool）、整型（int）、浮点型（float）和字符串（string）；复杂类型包括数组（array）和对象（object）；特殊类型包括 null 和资源（resource）。所以说 php 的变量细分的话，有 8 种数据类型。
总所周知，php 的底层是用 c 语言实现的。我们的 php 脚本会经过 zend 引擎解析为 c 代码再执行。那么，一个 php 的变量，在 c 语言上是怎么表示的呢？它最终会被解析成什么样呢？
答案就是 zval。 不管什么类型的 php 变量，在 php 源代码中统一用一个叫做 zval 的结构表示。 zval 可以看做是 php 变量在 c 代码中的容器，它存储了这个变量的值、类型等相关信息。
那么我们就看一下 zval 的基本结构（需要一点 c 语言的基本知识）。
zval的基本结构
在 php 源代码中 zval 这个结构是一个名叫 _zval_struct 的结构体（struct），具体定义在源代码的 zend/zend.h 文件中，下面是相关代码的摘录:
struct _zval_struct { zvalue_value value; /* value */ zend_uint refcount__gc; /* value of ref count */ zend_uchar type; /* active type */ zend_uchar is_ref__gc; /* if it is a ref variable */ }; typedef struct _zval_struct zval;
也就是说，在 php 的源码中，就用这一个结构体表示 php 中各种类型的变量，并且还可以实现其他的一些功能，例如垃圾回收（gc：grabage collection）。
可以看到它由 4 个字段构成，分别表示这个变量的某个信息。
zvalue_value valuevalue 用来表示变量的实际值，具体来说它是一个 zvalue_value 的联合体（union）:
typedef union _zvalue_value { long lval; /* long value */ double dval; /* double value */ struct { /* string */ char *val; int len; } str; hashtable *ht; /* hash table value,used for array */ zend_object_value obj; /* object */} zvalue_value;
可以看到 _zvalue_value 中只有 5 个字段，但是 php 中有 8 种数据类型，那么如何用 5 个字段表示 8 种类型呢？
这算是 php 设计比较巧妙的一个地方，它通过复用字段达到了减少字段的目的。例如，在 php 内部布尔型、整型及资源（只要存储资源的标识符即可）都是通过 lval 字段存储的；dval 用于存储浮点型；str 存储字符串；ht 存储数组(注意 php 中的数组其实是哈希表)；而 obj 存储对象类型；如果所有字段全部置为 0 或 null则表示 php 中的 null，这样就达到了用 5 个字段存储 8 种类型的值。
zend_uint refcount__gc从它的后缀 gc 可以看到，这个字段是和垃圾回收相关的。
它实际上是一个计数器，用来保存有多少变量指向该zval。在变量生成时，置为1，也就是 refcount = 1。
对变量进行不同的操作会改变它的值。典型的赋值操作如
b 会使 refcount 加 1，而 unset() 操作会相应的减 1。
通过判断它的值可以进行垃圾回收。在 php5.3 之前，使用引用计数的机制来实现 gc：如果一个 zval 的 refcount 减为 0，那么 zend 引擎会认为没有任何变量指向该 zval，就会释放该 zval 所占的内存空间。但仅仅使用引用计数机制无法释放掉循环引用的 zval，这是就会导致内存泄露（memory leak）。
在 5.3 以前，这个字段的名字还叫做 refcount，5.3 以后，在引入新的垃圾回收算法来对付循环引用，作者加入了大量的宏来操作 refcount，为了能让错误更快的显现，所以改名为 refcount__gc， 迫使大家都使用宏来操作 refcount。
类似的， 还有第四个字段 is_ref， 这个值表示了 php 中的一个类型是否是引用。
想了解 php 的垃圾回收机制，可以参考这篇博客：php的垃圾回收机制
注：变量，也可以被称为符号，symbol。所有的符号都存在符号表（symbol table）中, 不同的作用域使用不同的符号表，关于这一点，这篇博客进行了讲解。
zend_uchar type这个字段用于表明变量属于 php 8 种类型的哪种。在 zend 内部，这些类型对应于下面的宏（代码位置 phpsrc/zend/zend.h）：
#define is_null 0#define is_long 1#define is_double 2#define is_bool 3#define is_array 4#define is_object 5#define is_string 6#define is_resource 7#define is_constant 8#define is_constant_array 9#define is_callable 10
zend_uchar is_ref__gc这个字段用于标记变量是否是引用变量。对于普通的变量，该值为 0，而对于引用型的变量，该值为 1。这个变量会影响 zval 的共享、分离等。它也和 php 的垃圾回收有关。
php7中的zval上述的 zval 结构，随着时间的发展，暴露出许多问题，例如占用空间大（24 字节）、不支持拓展、 对象和引用效率差等，所以在 php7 的时候，对 zval 进行了较大的改变，现在它的结构是这样的：
struct _zval_struct { union { zend_long lval; /* long value */ double dval; /* double value */ zend_refcounted *counted; zend_string *str; zend_array *arr; zend_object *obj; zend_resource *res; zend_reference *ref; zend_ast_ref *ast; zval *zv; void *ptr; zend_class_entry *ce; zend_function *func; struct { uint32_t w1; uint32_t w2; } ww; } value; union { struct { zend_endian_lohi_4( zend_uchar type, /* active type */ zend_uchar type_flags, zend_uchar const_flags, zend_uchar reserved) /* call info for ex(this) */ } v; uint32_t type_info; } u1; union { uint32_t var_flags; uint32_t next; /* hash collision chain */ uint32_t cache_slot; /* literal cache slot */ uint32_t lineno; /* line number (for ast nodes) */ uint32_t num_args; /* arguments number for ex(this) */ uint32_t fe_pos; /* foreach position */ uint32_t fe_iter_idx; /* foreach iterator index */ } u2; };
虽然看起来变得好大，但其实仔细看，它的字段都是联合体，这个新的 zval 在 64 位环境下，只需要 16 个字节（2 个指针 size）。php7 中的 zval，已经变成了一个值指针，它要么保存着原始值，要么保存着指向一个保存原始值的指针。
这部分内容来自鸟哥的github。
总结zval 是一种 c 语言实现的数据结构，功能是作为 php 变量的容器；
它保存了变量的各种信息（如类型和值），并为其他功能（如垃圾回收）提供支持；
在不同的 php 版本中，它的结构不同。php7 的 zval 占 16 个字节，php5 的要占 24 个字节。
参考php内核探索之变量（1）变量的容器-zval
php垃圾回收深入理解
深入理解php7之zval
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以上就是php内核之zval的详细内容。