PHP引用变量机制(PHP如何处理变量)

PHP把变量保存在zval容器里面。容器,container,可以想像成一块存储区域,或者一个盒子。

如上图所示,zval容器保存了此变量的类型type,值value,还有其它二块东西。其中一个叫做”is_ref”, 它是一个bool型的值,占用一个bit,表示该zval容器(也就是这个变量)是否被引用。

php就是使用这个bit来判断变量是个普通变量,或者是个引用(reference)。

说起来,PHP有二种引用:

    其一是用户代码中的&

    其二是PHP内部实现的引用计数机制(internal reference counting mechanism),用来优化内存使用的。

is_ref是指&zval容器中的另外一部分,是”refcount”,引用计数。用来记录有多少个变量指向这个zval容器。通常吧,这个时候我们只说symbol(符号),不说variables(变量),其实是同一个意思。

当refcount为1的时候,is_ref必须为0。

当refcount为0的时候,该容器会被删除掉,释放空间出来。所有的symbol保存在一张symbol table里面(符号表)。

php维护了很多张这样的表,GLOBAL一张,每个函数一张。类的每个方法也有一张。基本上是按照变量的作用域(scope)来建表的。当我们用一个constant value(常量)来为变量赋值的时候,zval容器才会被创建出来。举例:

$a = "this is";

如上图所示;在当前的作用域里面,符号a被创建出来,zval容器也被创建,

类型:string

值: this is

is_ref: 默认为0

refcount: 1 表示现在只有一个符号(a)指向这个容器。

如果你安装了Xdebug,可以使用如下的代码:

xdebug_debug_zval("a");

可以看到:

a: (refcount=1, is_ref=0)="this is"

貌似看不到变量类型嘛。

再看下面的例子:

$a = "this is";

$b = $a;

$c = $a;

xdebug_debug_zval("a");

可以看到:

 a: (refcount=3, is_ref=0)="this is"

如上图所示, refcount 变成3了,表示有3个符号指向这个容器。

看来PHP还是蛮聪明的,它并没有给$b创建一个单独的容器出来,节省了内存。

只有到了必要的时候,才会创建新的容器。

如下:

$a = "this is";

$b = $a;

$c = $a;

$c = 42;

如上图所示, 在$c = 42的时候,一个新的容器被创建出来,原有容器的refcount减一。

如果我们unset一个变量呢?

$a = "this is";

$c = $b = $a;

xdebug_debug_zval("a");

$c = 42;

unset( $b, $c );

xdebug_debug_zval("a");

会显示:

a: (refcount=3, is_ref=0)="this is"

a: (refcount=1, is_ref=0)="this is"

如果我们再调用 unset($a),那么这个zval容器也就一起消失了。

接下来讲引用赋值:

$a = "this is"

$b = &$a;

$c = &$b;

如图:符号a b和c都指向同一个容器,而且这个容器的is_ref位为1(因为&出现了)。

表示这是一个引用。refcount为3。

接下来

$b = 42;

会把容器的值设置为42。

接下来unset一个变量

unset($c);

容器的refcount减一,c这个符号消失。

再unset($a)呢?

refcount继续减一,值为1。同时, is_ref变回0。引用消失。a符号消失。

您理解了吗?

引用赋值与普通赋值的区别就在于容器的is_ref位为1还是为0。

如果为1,改变任意一个变量的值,只是会更改容器的值。

如果为0,改变任意一个变量的值,都会创建一个新的容器出来。

如果把引用赋值与普通赋值混合起来会怎么样?

$a = "this is";

$b = $a;

如图,二个符号都指向同一个容器。

继续

$c = &$b;

如图,一个新的容器被分配出来,b和c都指向它,而且is_ref=1。

没什么特殊的。想想也应该是这样。

总不可能abc都指向同一个容器吧。

这样呢?

$a = "this is";

$b = &$a;

如图,二个符号指向同一容器,is_ref=1,因为发生了引用赋值。

继续

$c = $a;

如图,一个新的容器被分配出来,c指向了它。 原容器没发生变化。

看到这里,是不是有点乱了。慢慢体会一下吧。

但是,如果 $b = $a;或是$a = $b;则不会对zval有任何影响。

休息一下。接下来讲PHP如何处理数组和对象。以数组为例吧,对象也差不多。每个数组都维护了一张自己的符号表,保存了自己的元素。看代码:

$a = array( "meaning" => "life", "number" => 42 );

xdebug_debug_zval( "a" );

会显示:

a: (refcount=1, is_ref=0)=array (

    "meaning" => (refcount=1, is_ref=0)="life",

     "number" => (refcount=1, is_ref=0)=42

)

很合理,也很合逻辑。

如图所示,三个zval容器被创建了出来,”a”, “meaning”, “number”。

数组对refcount的处理,与普通的变量(标量 scalar)是相同的。演示一下看:

$a = array( "meaning" => "life", "number" => 42 );

$a["life"] = $a["meaning"];

xdebug_debug_zval( "a" );

会显示:

a: (refcount=1, is_ref=0)=array (

    "meaning" => (refcount=2, is_ref=0)="life",

    "number" => (refcount=1, is_ref=0)=42,

    "life" => (refcount=2, is_ref=0)="life"

)

如图,life和meaning都指向同一个容器,容器的refcount为2。

和前面所讲的php处理标量的行为是完全一致的。

unset数组的一个元素,与unset一个普通变量的情况也是完全一致的,

删除这个符号,然后refcount减一,如果值为0了,就删除这个容器。不再举例。

最后来看一个奇怪的操作:

我们把数组自身作为它自己的元素,并且使用引用赋值。

好象说得不太明白,看代码:

$a = array( "one" );

 $a[] =& $a;

 xdebug_debug_zval( "a" );

如果不是引用赋值,就简单多了。不表。

输出为:

 a: (refcount=2, is_ref=1)=array (

     0 => (refcount=1, is_ref=0)="one",

     1 => (refcount=2, is_ref=1)=...

 )

需要解释吗?

应该也算是蛮合理的吧。

如果unset a变量,会怎么样?

按照以前的经验,应该是会删除a这个符号,然后refcount减一。如果值为0了,就清理掉容器。

不过从直觉上来讲,$a被unset,那么这个数组也应该消失才对吧?

unset($a);

输出:

(refcount=1, is_ref=1)=array (

     0 => (refcount=1, is_ref=0)="one",

    1 => (refcount=1, is_ref=1)=...

)

虽然在当前的作用域里面,已经没有符号指向这个zval容器,但它并没有被释放出来,

只是因为array[1]还指向着它?

因为没有变量指向这个容器了,所以在php代码中,我们无法对其进行任何操作。

这就出现了内存泄漏(memory leak)。

不过,在脚本执行结束之后,php会把这块区域也释放出来的。

所以,使用引用的时候,一定要小心。

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