PHP源码分析:empty()和is_array()的实现

事情起因于我昨天提交的这样一段代码:

$subwayInfo = \MsServiceApi::call('Service_Data_Fang_SubwayInfo.getSubwayMap', $houseInfo['xiaoqu_id'], $houseInfo['city'], $houseInfo['latlng']);

$retInfo['have_line'] = 0;

if(is_array($subwayInfo) && !empty($subwayInfo)){
    if(isset($subwayInfo['panshi_subway_line']) && !empty($subwayInfo['panshi_subway_line'])){
        $subwayLines = str_replace(' ', ',', trim($subwayInfo['panshi_subway_line']));
        $retInfo['subway_line'] = $subwayLines;
        $retInfo['have_line'] = 1;
    }else{

问题代码:

if(is_array($subwayInfo) && !empty($subwayInfo)){

leader认为应该先empty()判断,再is_array()判断,这种写法也更为多见。而我还是觉得其实差不多。群里讨论之后,也没有确定性的结论,究竟哪一种更好。于是乎,我去看了两者的源码实现。

先看更为简单的is_array()实现:

is_array()是php内置函数,通过扩展方式实现的。打开php源码,ext/standard/目录下

[bodeMacBook-Pro:standard bo$ pwd
/Users/bo/web/php-7.1.5/ext/standard
[bodeMacBook-Pro:standard bo$ grep -r 'PHP_FUNCTION(is_array)' *
php_type.h:PHP_FUNCTION(is_array);
type.c:PHP_FUNCTION(is_array)

可见is_array这个函数的实现在type.c文件,打开后看到其实现:

/* {{{ proto bool is_array(mixed var)
   Returns true if variable is an array
   Warning: This function is special-cased by zend_compile.c and so is usually bypassed 
 */
PHP_FUNCTION(is_array)
{
    php_is_type(INTERNAL_FUNCTION_PARAM_PASSTHRU, IS_ARRAY);
}
/* }}} */

可见是调用php_is_type函数实现。通过注释及函数名,可以猜测:是通过获取php的变量类型是否为数组来实现的。

php变量zval结构如下:

typedef struct _zval_struct {
    zvalue_value value;
    zend_uint refcount;
    zend_uchar type;
    zend_uchar is_ref;
  } zval;

以下是php_is_type函数的具体实现:

static inline void php_is_type(INTERNAL_FUNCTION_PARAMETERS, int type)
{
    zval *arg;

    ZEND_PARSE_PARAMETERS_START(1, 1)
        Z_PARAM_ZVAL_DEREF(arg)
    ZEND_PARSE_PARAMETERS_END_EX(RETURN_FALSE);

    if (Z_TYPE_P(arg) == type) {
        if (type == IS_OBJECT) {
            zend_class_entry *ce = Z_OBJCE_P(arg);
            if (ZSTR_LEN(ce->name) == sizeof(INCOMPLETE_CLASS) - 1
                    && !memcmp(ZSTR_VAL(ce->name), INCOMPLETE_CLASS, sizeof(INCOMPLETE_CLASS) - 1)) {
                RETURN_FALSE;
            }
        } else if (type == IS_RESOURCE) {
            const char *type_name = zend_rsrc_list_get_rsrc_type(Z_RES_P(arg));
            if (!type_name) {
                RETURN_FALSE;
            }
        }
        RETURN_TRUE;
    } else {
        RETURN_FALSE;
    }
}

可以看到和猜测的一样:通过Z_TYPE_P宏获取变量类型,判断是否为IS_ARRAY返回。

再看更为复杂的empty()实现原理:

empty不是一个函数,而是一个语言结构。语言结构是在PHP程序运行前编译好的,因此不能像之前那样简单地搜索PHP_FUNCTION empty或ZEND_FUNCTION empty查看其源码。要想看empty等语言结构的源码,先要理解PHP代码执行的机制。

PHP执行代码会经过4个步骤,其流程图如下所示:


php代码执行流程

在第一个阶段,即Scanning阶段,程序会扫描zend_language_scanner.l文件将代码文件转换成语言片段。

打开zend_language_scanner.l文件:

1409 <ST_IN_SCRIPTING>"empty" {
1410     RETURN_TOKEN(T_EMPTY);
1411 }

可见 empty 生成对应的token为 T_EMPTY

接下来就到了Parsing阶段,这个阶段,程序将T_EMPTY等Tokens转换成有意义的表达式,此时会做语法分析,Tokens的yacc保存在zend_language_parser.y文件中。

可以找到T_EMPTY的定义:

1257 internal_functions_in_yacc:
1258         T_ISSET '(' isset_variables ')' { $$ = $3; }
1259     |   T_EMPTY '(' expr ')' { $$ = zend_ast_create(ZEND_AST_EMPTY, $3); }
1260     |   T_INCLUDE expr
1261             { $$ = zend_ast_create_ex(ZEND_AST_INCLUDE_OR_EVAL, ZEND_INCLUD     E, $2); }
1262     |   T_INCLUDE_ONCE expr
1263             { $$ = zend_ast_create_ex(ZEND_AST_INCLUDE_OR_EVAL, ZEND_INCLUD     E_ONCE, $2); }

第三阶段,将表达式编译成opcodes,可见empty对应的opcodes为ZEND_AST_EMPTY。打开zend_compile.c文件:

7978         case ZEND_AST_ISSET:
7979         case ZEND_AST_EMPTY:
7980             zend_compile_isset_or_empty(result, ast);
7981             return;
7982         case ZEND_AST_SILENCE:
7983             zend_compile_silence(result, ast);
7984             return;

可见opcode执行的函数为zend_compile_isset_or_empty

void zend_compile_isset_or_empty(znode *result, zend_ast *ast) /* {{{ */
{
    zend_ast *var_ast = ast->child[0];

    znode var_node;
    zend_op *opline = NULL;

    ZEND_ASSERT(ast->kind == ZEND_AST_ISSET || ast->kind == ZEND_AST_EMPTY);

    if (!zend_is_variable(var_ast) || zend_is_call(var_ast)) {
        if (ast->kind == ZEND_AST_EMPTY) { 
            /* empty(expr) can be transformed to !expr */
            zend_ast *not_ast = zend_ast_create_ex(ZEND_AST_UNARY_OP, ZEND_BOOL_NOT, var_ast);   
            zend_compile_expr(result, not_ast);
            return;
        } else { 
            zend_error_noreturn(E_COMPILE_ERROR,
                "Cannot use isset() on the result of an expression "
                "(you can use \"null !== expression\" instead)");
        }            
    }        

    switch (var_ast->kind) {
        case ZEND_AST_VAR:
    .
    .
    .
    result->op_type = opline->result_type = IS_TMP_VAR;
    opline->extended_value |= ast->kind == ZEND_AST_ISSET ? ZEND_ISSET : ZEND_ISEMPTY;
}
/* }}} */

从这个函数最后一行可以看出,最终执行的还是ZEND_ISEMPTY。
第四步,执行opcodes,zend_vm_execute.h

6981 is_static_prop_return:
6982     if (opline->extended_value & ZEND_ISSET) {
6983         result = value && Z_TYPE_P(value) > IS_NULL &&
6984             (!Z_ISREF_P(value) || Z_TYPE_P(Z_REFVAL_P(value)) != IS_NULL);
6985     } else /* if (opline->extended_value & ZEND_ISEMPTY) */ {
6986         result = !value || !i_zend_is_true(value);
6987     }

可见,ZEND_ISEMPTY执行的是 i_zend_is_true函数。

[bodeMacBook-Pro:Zend bo$ grep -r 'i_zend_is_true' *
zend_operators.h:static zend_always_inline int i_zend_is_true(zval *op)

打开zend_operators.h,查看其实现:

static zend_always_inline int i_zend_is_true(zval *op)
{
    int result = 0;

again:
    switch (Z_TYPE_P(op)) {
        case IS_TRUE:
            result = 1;
            break;
        case IS_LONG:
            if (Z_LVAL_P(op)) {
                result = 1;
            }
            break;
        case IS_DOUBLE:
            if (Z_DVAL_P(op)) {
                result = 1;
            }
            break;
        case IS_STRING:
            if (Z_STRLEN_P(op) > 1 || (Z_STRLEN_P(op) && Z_STRVAL_P(op)[0] != '0')) {
                result = 1;
            }
            break;
        case IS_ARRAY:
            if (zend_hash_num_elements(Z_ARRVAL_P(op))) {
                result = 1;
            }
            break;
        case IS_OBJECT:
            result = zend_object_is_true(op);
            break;
        case IS_RESOURCE:
            if (EXPECTED(Z_RES_HANDLE_P(op))) {
                result = 1;
            }
            break;
        case IS_REFERENCE:
            op = Z_REFVAL_P(op);
            goto again;
            break;
        default:
            break;
    }
    return result;
}

可见,empty的最终实现也是通过 Z_TYPE_P 获取变量类型,然后再进行判断的。
当$var为数组时,判断是否为空数组。至此,终于弄明白empty()和is_array()的原理。

回到最初的问题,就那个使用场景而言,is_array()判断是多余的。另外我的结论是:大部分使用场景下,应该用empty()先做判断。因为底层原理都是通过zval结构体实现的,但empty是语法结构,而is_array()等是函数,调用开销是要小的。

ps:欢迎指正 :-)

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