PHP内核研究:HASH表和变量

PHP HASH表

在PHP中,所有的数据 无论变量,常量,类,属性 都用Hash表来实现.

先要说说 HASH表

typedef struct bucket {

ulong h; /* Used for numeric indexing */

uint nKeyLength; //key长度

void *pData; //指向 Bucke保存的数据 指针

void *pDataPtr; //指针数据

struct bucket *pListNext; //下一个元素指针

struct bucket *pListLast;//上一个元素指针

struct bucket *pNext;

struct bucket *pLast;

char arKey[1]; /* Must be last element */

} Bucket;

typedef struct _hashtable {

uint nTableSize;//HashTable的大小

uint nTableMask;//等于nTableSize-1

uint nNumOfElements;//对象个数

ulong nNextFreeElement;//指向下一个空元素位置 nTableSize+1

Bucket *pInternalPointer; /* Used for element traversal *///保存当前遍历的指针

Bucket *pListHead;//头元素指针

Bucket *pListTail;//尾元素指针

Bucket **arBuckets;//存储hash数组数据

dtor_func_t pDestructor;//类似于析构函数

zend_bool persistent;//用哪种方法分配内存空间 PHP统一管理内存还是用普通的malloc

unsigned char nApplyCount;//当前hash bucket被访问的次数,是否遍历过数据,防止无限递归循环

zend_bool bApplyProtection;

#if ZEND_DEBUG

int inconsistent;

#endif

} HashTable;

我们结合 HASH表初始化函数来说

ZEND_API int _zend_hash_init(HashTable *ht, uint nSize, hash_func_t pHashFunction, dtor_func_t pDestructor, zend_bool persistent ZEND_FILE_LINE_DC)

{

uint i = 3;

Bucket **tmp;

SET_INCONSISTENT(HT_OK);

if (nSize >= 0x80000000) { //HASH表大小大于0x8则初始化为0x8

/* prevent overflow */

ht->nTableSize = 0x80000000;

} else {

while ((1U nTableSize = 1

}

//为了提高计算效率，系统自动会将nTableSize调整到最小一个不小于nTableSize的2的整数次方。也就是说，如果在初始化HashTable时指定一个nTableSize不是2的整数次方，系统将会自动调整nTableSize的值

ht->nTableMask = ht->nTableSize - 1;

ht->pDestructor = pDestructor;//一个函数指针,当HashTable发生增,删,改时调用

ht->arBuckets = NULL;

ht->pListHead = NULL;

ht->pListTail = NULL;

ht->nNumOfElements = 0;

ht->nNextFreeElement = 0;

ht->pInternalPointer = NULL;

ht->persistent = persistent;//如果persisient为TRUE，则使用操作系统本身的内存分配函数为Bucket分配内存，否则使用PHP的内存分配函数

ht->nApplyCount = 0;

ht->bApplyProtection = 1;

/* Uses ecalloc() so that Bucket* == NULL */

if (persistent) { //操作系统本身内存分配方式分配内存,calloc分配内存后自动初始化为0

tmp = (Bucket **) calloc(ht->nTableSize, sizeof(Bucket *));

if (!tmp) {

return FAILURE;

}

ht->arBuckets = tmp;

} else {//用PHP的内存管理机制分配内存

tmp = (Bucket **) ecalloc_rel(ht->nTableSize, sizeof(Bucket *));

if (tmp) {

ht->arBuckets = tmp;

}

}

//自动申请一块内存给arBuckets,该内存大小等于 nTableSize

return SUCCESS;

}

在读源码的时候 ,经常会看到 EG,PG,CG这样的宏

CG是 compile_global的简写

EG是excutor_global的简写

G就是全局变量的意思

我们就以EG宏为例

#ifdef ZTS

# define EG(v) TSRMG(executor_globals_id, zend_executor_globals *, v)

#else

# define EG(v) (executor_globals.v)

extern ZEND_API zend_executor_globals executor_globals;

#endif

很简单 只是一个获取全局变量的宏

那么我们看看 zend_executor_globals这个结构体

在/Zend/zend.h里面定义

typedef struct _zend_executor_globals zend_executor_globals;

是一个 _zend_executor_globals的别名

同一个文件里找到它

PHP的所有 局部变量,全局变量,函数,类的 Hash表 都在这里定义了

struct _zend_executor_globals {

zval **return_value_ptr_ptr;

zval uninitialized_zval;

zval *uninitialized_zval_ptr;

zval error_zval;

zval *error_zval_ptr;

zend_ptr_stack arg_types_stack;

/* symbol table cache */

HashTable *symtable_cache[SYMTABLE_CACHE_SIZE];

HashTable **symtable_cache_limit;

HashTable **symtable_cache_ptr;

zend_op **opline_ptr;

HashTable *active_symbol_table; //局部变量

HashTable symbol_table; /* main symbol table */ //全局变量

HashTable included_files; /* files already included */ //include的文件

JMP_BUF *bailout;

int error_reporting;

int orig_error_reporting;

int exit_status;

zend_op_array *active_op_array;

HashTable *function_table; /* function symbol table */ //函数表

HashTable *class_table; /* class table */ //类表

HashTable *zend_constants; /* constants table */ //常量表

zend_class_entry *scope;

zend_class_entry *called_scope; /* Scope of the calling class */

zval *This;

long precision;

int ticks_count;

zend_bool in_execution;

HashTable *in_autoload;

zend_function *autoload_func;

zend_bool full_tables_cleanup;

/* for extended information support */

zend_bool no_extensions;

#ifdef ZEND_WIN32

zend_bool timed_out;

OSVERSIONINFOEX windows_version_info;

#endif

HashTable regular_list;

HashTable persistent_list;

zend_vm_stack argument_stack;

int user_error_handler_error_reporting;

zval *user_error_handler;

zval *user_exception_handler;

zend_stack user_error_handlers_error_reporting;

zend_ptr_stack user_error_handlers;

zend_ptr_stack user_exception_handlers;

zend_error_handling_t error_handling;

zend_class_entry *exception_class;

/* timeout support */

int timeout_seconds;

int lambda_count;

HashTable *ini_directives;

HashTable *modified_ini_directives;

zend_objects_store objects_store;

zval *exception, *prev_exception;

zend_op *opline_before_exception;

zend_op exception_op[3];

struct _zend_execute_data *current_execute_data;

struct _zend_module_entry *current_module;

zend_property_info std_property_info;

zend_bool active;

void *saved_fpu_cw;

void *reserved[ZEND_MAX_RESERVED_RESOURCES];

};

这里先简单看看,以后用到的时候再细说,

PHP里最基本的单元 变量:

在PHP里 定义一个变量 再简单不过了

如

$a=1;

?>

但是在内核中 它是用一个 zval结构体实现的

如上面定义变量 在内核中则执行了下面这些代码

zval *val;

MAKE_STD_ZVAL(val); //申请一块内存

ZVAL_STRING(val,"hello",1);//用ZVAL_STRING设置它的值为 "hello"

ZEND_SET_SYMBOL(EG(active_symbol_table),"a",val));//将 val指针加入到符号表里面去

宏 MAKE_STD_ZVAL 定义如下

#define MAKE_STD_ZVAL(zv) \

ALLOC_ZVAL(zv); \ //它归根到底等于 (p) = (type *) emalloc(sizeof(type))

INIT_PZVAL(zv);

INIT_PZVAL定义在

#define INIT_PZVAL(z) \ 看得出它是初始化参数

(z)->refcount__gc = 1; \

(z)->is_ref__gc = 0;

那么 zval到底是什么呢

在zend/zend.h里面

typedef struct _zval_struct zval; //原来它是 _zval_struct 的别名

_zval_struct 定义如下

typedef union _zvalue_value {

long lval; //保存long类型的数据

double dval; //保存 double类型的数据

struct {

char *val; //真正的值在这里

int len; //这里返回长度

} str;

HashTable *ht;

zend_object_value obj; //这是一个对象

} zvalue_value;

struct _zval_struct {

zvalue_value value; //保存的值

zend_uint refcount__gc;//被引用的次数 如果为1 则只被自己使用如果大于1 则被其他变量以&的形式引用.

zend_uchar type; //数据类型 这也是 为什么 PHP是弱类型的原因

zend_uchar is_ref__gc; //表示是否为引用

};

如果还是不够清楚..那么我们实战一下..用C来创建一个PHP变量

这里需要一个扩展,PHP如果用C扩展模块 这里就不说了

关键代码

PHP_FUNCTION(test_siren){

zval *value;

char *s="create a php variable";

value=(zval*)malloc(sizeof(zval));

memset(value,0,sizeof(value));

value->is_ref__gc=0; //非引用变量

value->refcount__gc=1;//引用次数 只有自己

value->type=IS_STRING;//类型为字符串

value->value.str.val=s;//值

value->value.str.len=strlen(s);//长度

ZEND_SET_SYMBOL(EG(active_symbol_table),"a",value);

}

第三行和第四行的作用 与MAKE_STD_ZVAL的作用相同,给value分配内存空间

第5-9行 的作用与ZVAL_STRING的作用相同,

最后一行 是将value创建一个 在PHP里叫$a的变量..并添加到局部Hash表里..

这样 在PHP里

test_siren(1);

echo $a;

?>

就会输出 “create a php variable”

OK,

大功告成

注意,我是为了让大家看到PHP内部创建变量的流程 才采用C的形式创建变量,

绝对不推荐大家这样做.

还是一定要用PHP内部的内存管理机制分配并处理内存。