Kehidupan pembolehubah: Struktur `zval` dalaman PHP dijelaskan

PHP menggunakan struktur zval untuk menguruskan pembolehubah. Jawapannya ialah: 1. Zval mengandungi nilai, jenis dan metadata, dengan saiz 16 bait; 2. Hanya kesatuan dan maklumat jenis perlu dikemas kini apabila jenis berubah; 3. Jenis Kompleks merujuk kepada struktur dengan jumlah rujukan melalui petunjuk; 4. Salinan Write-on-Write digunakan untuk mengoptimumkan memori semasa menyerahkan; 5. Rujukan membuat pembolehubah berkongsi zval yang sama; 6. Rujukan kitar semula diproses oleh pemungut sampah khas. Ini menerangkan mekanisme asas tingkah laku pembolehubah PHP.

Apabila anda menulis kod PHP seperti:

 $ foo = 42;
$ foo = "hello";
$ foo = [];

Rasanya semula jadi - selepas semua, PHP adalah bahasa yang dinamik. Tetapi di bawah tudung, PHP perlu menguruskan lebih banyak kerumitan daripada yang dibiarkannya. Setiap pemboleh ubah yang anda buat bukan sekadar nilai mudah; Ia adalah struktur yang canggih yang diuruskan oleh enjin Zend. Struktur itu dipanggil zval .

Memahami zval adalah kunci untuk memahami bagaimana PHP mengendalikan pembolehubah, ingatan, dan jenis juggling secara dalaman.

Apa itu zval ?

zval (pendek untuk "nilai zend") adalah struktur data asas PHP menggunakan untuk mewakili pembolehubah. Ia tidak hanya menyimpan nilai - ia menyimpan nilai , jenis , maklumat pengurusan memori , dan metadata lain .

Sehingga PHP 7 (dan berterusan dalam Php 8), struktur zval telah dirombak untuk prestasi dan kecekapan memori. Inilah versi mudah dari apa yang kelihatannya secara dalaman:

 struct _zval_struct {
    nilai zend_value; // Nilai sebenar (panjang, double, string, dll.)
    kesatuan {
        uint32_t type_info; // Jenis dan bendera gabungan
    } u1;
    kesatuan {
        uint32_t Seterusnya; // digunakan dalam tatasusunan (indeks baldi)
    } u2;
};

Kesatuan zend_value boleh memegang pelbagai jenis:

 Typedef Union _Zend_Value {
    zend_long lval; // integer
    double dval; // terapung
    zend_refcounted *dikira; // rentetan, tatasusunan, objek
    zend_string *str; // String
    zend_array *arr; // array
    zend_object *obj; // objek
    zend_resource *res; // Sumber
    zend_reference *ref; // rujukan
} zend_value;

Jadi zval tidak langsung mengandungi rentetan atau array - ia mengandungi penunjuk kepada struktur yang lebih kompleks yang memegang data sebenar dan metadata seperti kiraan rujukan.

Bagaimana PHP Mengendalikan Jenis Perubahan

Mari kita kembali kepada contoh kita:

 $ foo = 42;
$ foo = "hello";

Dalam Php 5, setiap pembolehubah adalah struktur yang berasingan ( zval refcount is_ref ), dan perubahan jenis memerlukan pembersihan dan pengagihan semula yang teliti.

Dalam Php 7, zval adalah kecil (16 bait pada sistem 64-bit) dan sering diperuntukkan secara sejajar. Apabila anda memberikan integer:

 $ foo = 42;

Kedai zval :

• value.lval = 42
• type_info = IS_LONG

Kemudian anda menetapkan semula:

 $ foo = "hello";

PHP hanya:

1. Membersihkan jenis lama
2. Menetapkan value.str = pointer to zend_string("hello")
3. Kemas kini type_info = IS_STRING

Tidak perlu membebaskan seluruh zval - hanya mengemas kini kesatuan dan jenisnya. Ini menjadikan penggunaan semula berubah -ubah dengan cepat.

Pengiraan Rujukan dan Salin-on-Write

PHP menggunakan pengiraan rujukan dan salinan-on-write untuk menjimatkan ingatan.

Contoh:

 $ a = [1, 2, 3];
$ b = $ a; // belum disalin - hanya dirujuk
$ b [] = 4; // sekarang ia disalin!

Inilah yang berlaku:

1. $a mata kepada zend_array dengan refcount = 1.
2. $b = $a → refcount menjadi 2. Tiada data diduplikasi.
3. Apabila anda mengubah suai $b , PHP melihat refcount> 1, jadi ia menyalin array sebelum menukarnya (salinan-on-write).
4. RefCount untuk titisan asal, Array Baru mendapat refCount = 1.

Ini semua dikesan di dalam tajuk zend_refcounted , yang tertanam dalam rentetan, tatasusunan, objek, dll.

 struct _zend_refcounted_h {
    uint32_t refcount;
    kesatuan {
        struct {
            uint32_t type_info;
        } v;
    } u;
};

Oleh itu, apabila zval memegang rentetan atau array, value.counted -mata yang ditarik ke struktur yang termasuk tajuk ini.

Rujukan vs pembolehubah

Anda mungkin berfikir & bermaksud "membuat rujukan," tetapi secara dalaman, ia mengubah bagaimana zval dirawat.

 $ A = 42;
$ b = & $ a;
$ b = 100;

Kini kedua -dua $a dan $b menunjuk kepada zval yang sama . Ini berbeza dengan tugasan biasa, yang akan mewujudkan zval baru.

Secara dalaman, enjin menandakan zval sebagai rujukan (melalui ZEND_TYPE_REFCOUNTED dan bendera), dan melumpuhkan salinan di atas. Sebarang perubahan mempengaruhi semua pembolehubah rujukan.

Pengumpulan sampah dan rujukan bulat

Pengiraan rujukan berfungsi dengan baik - sehingga anda mempunyai kitaran:

 $ a = [];
$ b = [];
$ a ['b'] = $ b;
$ b ['a'] = $ a;

Sekarang $a dan $b merujuk antara satu sama lain. Walaupun anda tidak teratur kedua -duanya, refcount dalaman mereka tidak memukul sifar.

PHP menggunakan pemungut sampah berasingan untuk mengesan dan membersihkan kitaran tersebut. Ia bermula ketika:

• Pemboleh ubah yang diubahsuai tidak jelas
• Tetapi reflountnya tidak jatuh ke sifar
• Dan mungkin menjadi sebahagian daripada kitaran

GC secara berkala mengimbas untuk "kitaran akar yang mungkin" dan membebaskannya jika disahkan.

Ringkasan Mata Utama

• zval adalah struktur teras yang mewakili pemboleh ubah PHP.
• Ia menyimpan kesatuan ( zend_value ) dan jenis maklumat dalam 16 bait.
• Jenis boleh berubah dengan cekap - hanya mengemas kini kesatuan dan jenis.
• Jenis kompleks (rentetan, array) disimpan secara berasingan dengan pengiraan rujukan.
• Salin-on-write kelewatan pertindihan sehingga perlu.
• Rujukan ( & ) membuat pembolehubah berkongsi zval yang sama.
• Rujukan bulat dikendalikan oleh pemungut sampah yang berdedikasi.

Memahami zval tidak hanya memuaskan rasa ingin tahu - ia membantu menjelaskan mengapa tingkah laku PHP tertentu wujud, seperti mengapa memberikan tatasusunan besar tidak mahal sehingga anda mengubah suai mereka, atau mengapa rujukan bulat boleh menyebabkan kebocoran memori jika tidak dikendalikan.

Ia adalah enjin yang tenang di belakang kemudahan penggunaan PHP.

Pada asasnya, setiap kali anda menulis $var = ... , anda bekerja dengan zval - walaupun anda tidak pernah melihatnya.

Atas ialah kandungan terperinci Kehidupan pembolehubah: Struktur `zval` dalaman PHP dijelaskan. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!