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变量改变时PHP内核做了些什么?

变量改变时php内核做了些什么?
看下面的内容之前先对zval这个结构体做个了解
typedef struct _zval_struct { zvalue_value value; zend_uint refcount; zend_uchar type; zend_uchar is_ref; } zval;
zval结构体中共有4个元素,value是一个联合体,用来真正的存储zval的值,refcount用来计数该zval被多少个变量使用,type表示zval所存储的数据类型,is_ref用来标志该zval是否被引用。
引用计数

我们一起来剖析下上面这段代码:
$a = 'hello world';首先这句代码被执行,内核创建一个变量,并分配12字节的内存去存储字符串'hello world'和末尾的null。
$b = $a;接着执行这句代码,执行这句的时候内核里面发生了什么呢?
对$a所指向的zval中的refcount进行加1操作。
将变量$b指向$a所指向的zval。
在内核中大概是这样的,其中active_symbol_table是当前的变量符号表
{ 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); zend_hash_add(eg(active_symbol_table), b, sizeof(b), &helloval, sizeof(zval*), null); }
unset($a);这句代码执行后,内核会将a对应的zval结构体中的refcount计数减一,b还和原来一样
写时复制

上面这段代码执行完之后,一般肯定希望$a=1,$b=6,但是如果像引用计数那样,$a和$b指向相同的zval,修改$b之后$a不是也变了?
这个具体是怎么实现的呢,我们一起来看下:
$a = 1;内核创建一个zval,并分配4个字节存储数字1。
$b = $a;这一步和引用计数中的第二步一样,将$b指向和$a相同的zval,并将zval中的引用计数值refcount加1。
$b += 5;关键是这一步,这一步骤发生了什么呢,怎么确保修改之后不影响$a。
其实zend内核在改变zval之前都会去进行get_var_and_separete操作,如果recfount>1,就需要分离就创建新的zval返回,否则直接返回变量所指向的zval,下面看看如何分离产生新的zval。
复制一个和$b所指向zval一样的zval。
将$b所指向的zval中的refcount计数减1。
初始化生成的新zval,设置refcount=1,is_ref=0。
让$b指向新生成的zval。
对新生成的zval进行操作,这就是写时复制。
下面看看内核中分离时的主要代码:
zval *get_var_and_separate(char *varname, int varname_len tsrmls_dc) { zval **varval, *varcopy; if (zend_hash_find(eg(active_symbol_table), varname, varname_len + 1, (void**)&varval) == failure) { /* variable doesn't actually exist fail out */ return null; } if ((*varval)->is_ref || (*varval)->refcount refcount = 1; varcopy->is_ref = 0; zend_hash_add(eg(active_symbol_table), varname, varname_len + 1, &varcopy, sizeof(zval*), null); /* return the new zval* */ return varcopy; }
写时改变

上面这段代码执行完之后一般希望是:$a == $b == 1。这个又是怎么实现的呢?
$a = 1;这一步骤和写时复制中的第一步一样。
$b = &$a;这一步骤内核会将$b指向$a所指向的zval,将zval中的refcount加1,并将zval中的is_ref置为1。
$b += 5;这一步骤和写时复制中的第三步骤一样,但是内核中发生的事情却不一样。
内核看到$b进行变化的时候,也会执行get_var_and_separate函数,看是否需要分离。
如果(*varval)->is_ref的话也会直接返回$b所指向的zval,不去分离产生新的zval,不管zval的refcount是否>1。
这时候再去修改$b值,$a的值也就改变了,因为他们指向相同的zval。
分离的问题
说道现在聪明的你可能已经看出点问题了,如果一个zval结构体既有refcount计数又有is_ref引用这个时候怎么办?

如果出现上面这种情况的时候,如果$a、$b、$c指向同一个zval结构体,进行改变的时候zend到底去听谁的?其实这个地方不会指向同一个zval了。
如果对一个is_ref = 0 && refcount >1的zval进行写时改变这种赋值形式(就是引用赋值)的时候,zend会将等号右边的变量分离出来一个新的zval,
对这个zval进行初始化,对之前的zval的refcount进行减1操作,让等号左边的变量指向这个新的zval,refcount进行加1操作,is_ref=1。看看下面这张图片

上面这又是另外一种情况,在is_ref = 1的情况下,试图单纯的进行refcount+1操作的时候会分离出来一个新的zval给等号左边的变量,并初始化他,看看下面这张图片
参考文献
1.《extending and embedding php》- chaper 3 - memory management.
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