在阅读下面的内容之前，我假定已看到的人已经对 PHP 7 基本的数据结构都有大致的了解了，这是下面内容阅读的前提。
我们分为两大块：
首先实现一个自定义的文件打开、读取、写入、关闭的文件操作扩展；
然后分析各个操作背后的实现原理，其中某些部分的实现我会和PHP 5.3 使用资源包裹第三方扩展源码解读对比分析。
0 通过原型生成扩展骨架
首先进入到源码目录的ext目录中，添加一个文件操作的原型文件
[root@localhost php-src-php-7.0.3]# cd ext/
[root@localhost ext]# vim tipi_file.proto
编辑原型为
resource file_open(string filename, string mode)
string file_read(resource filehandle, int size)
bool file_write(resource filehandle, string buffer)
bool file_close(resource filehandle)
[root@localhost ext]# ./ext_skel --extname=tipi_file --proto=./tipi_file.proto
这样一个简单的文件操作扩展的代码骨架就生成了。
完整代码tipi_file.c(https://github.com/zhoumengkang/notes/blob/master/php-extension/php7.0/tipi_file/tipi_file.c)，可以先有一个大致的了解，这样后面阅读时，思路可能会清晰很多。
1 扩展的实现
1.1 注册资源类型
1.1.1 注册资源 API
ZEND_APIintzend_register_list_destructors_ex(rsrc_dtor_func_t ld, rsrc_dtor_func_t pld,constchar*type_name,intmodule_number)
参数解释
ld释放该资源时调用的函数。
pld释放用于在不同请求中始终存在的永久资源的函数。
type_name是一个具有描述性类型名称的字符串。
module_number为引擎内部使用，当我们调用这个函数时，我们只需要传递一个已经定义好的module_number变量。
该 API 返回一个资源类型 id，该id应当被作为全局变量保存在扩展里，以便在必要的时候传递给其他资源API。
1.1.2 添加资源释放回调函数
staticvoidtipi_file_dtor(zend_resource *rsrc TSRMLS_DC){
FILE*fp = (FILE*) rsrc->ptr;
fclose(fp);
}
我们发现该函数的参数类型是zend_resource。这是 PHP7 新增的数据结构，在 PHP 5 则是zend_rsrc_list_entry。细节的内容，我们留在后面分析。
1.1.3 在PHP_MINIT_FUNCTION中注册
我们知道在 PHP 生命周期中，当 PHP 被装载时，PHP_MINIT_FUNCTION（模块启动函数）即被引擎调用。这使得引擎做一些例如资源类型，注册INI变量等的一次初始化。
那么我们需要在这里通过zend_register_list_destructors_ex在PHP_MINIT_FUNCTION来注册资源类型。
PHP_MINIT_FUNCTION(tipi_file)
{
/* If you have INI entries, uncomment these lines
REGISTER_INI_ENTRIES();
*/
le_tipi_file = zend_register_list_destructors_ex(tipi_file_dtor, NULL, TIPI_FILE_TYPE, module_number);
returnSUCCESS;
}
其中TIPI_FILE_TYPE在前面已经定义了，是该扩展的别名（具体可以对比着代码 tipi_file.c 查看（https://github.com/zhoumengkang/notes/blob/master/php-extension/php7.0/tipi_file/tipi_file.c））
1.2 注册资源
1.2.1 注册资源 API
在 PHP 7 中删除了原来的ZEND_REGISTER_RESOURCE宏，直接使用zend_register_resource函数
ZEND_API zend_resource* zend_register_resource(void*rsrc_pointer,intrsrc_type)
参数解释
rsrc_pointer资源数据指针
rsrc_type注册资源类型时获得的资源类型 id
1.2.2 在 file_open函数中实现资源的注册
PHP_FUNCTION(file_open)
{
char*filename = NULL;
char*mode = NULL;
intargc = ZEND_NUM_ARGS();
size_tfilename_len;
size_tmode_len;
if(zend_parse_parameters(argc TSRMLS_CC,"ss", &filename, &filename_len, &mode, &mode_len) == FAILURE)
return;
// 使用 VCWD 宏取代标准 C 文件操作函数
FILE*fp = VCWD_FOPEN(filename, mode);
if(fp == NULL) {
RETURN_FALSE;
}
RETURN_RES(zend_register_resource(fp, le_tipi_file));
}
其中RETURN_RES宏的作用是将返回的zend_resource添加到zval中，然后将最后的zval作为返回值。也就是说该函数的返回值为zval指针。RETURN_RES(zend_register_resource(fp, le_tipi_file))会将返回值的value.res设为fp，u1.type_info设为IS_RESOURCE_EX。大家可以根据源码非常直观的了解到，这里不粘贴代码详细说明了。
1.3 使用资源
1.3.1 使用资源 API
ZEND_APIvoid*zend_fetch_resource(zend_resource *res,constchar*resource_type_name,intresource_type)
在 PHP 7 中删除了原有的ZEND_FETCH_RESOURCE宏，直接使用函数zend_fetch_resource，而且解析方式也变得简单了很多，想比 PHP 5 要高效很多，后面我们再通过图片分析对比。
参数含义
res资源指针
resource_type_name该类资源的字符串别名
resource_type该类资源的类型 id
1.3.2 解析资源的实现
当我们要实现文件的读取时，最终还是需要使用原生的fread函数，所以这里需要通过zend_fetch_resource将zend_resource解析成为该资源包裹的原始的FILE *的指针。
PHP_FUNCTION(file_read)
{
intargc = ZEND_NUM_ARGS();
intfilehandle_id = -1;
zend_long size;
zval *filehandle = NULL;
FILE*fp = NULL;
char*result;
size_tbytes_read;
if(zend_parse_parameters(argc TSRMLS_CC,"rl", &filehandle, &size) == FAILURE)
return;
if((fp = (FILE*)zend_fetch_resource(Z_RES_P(filehandle), TIPI_FILE_TYPE, le_tipi_file)) == NULL) {
RETURN_FALSE;
}
result = (char*) emalloc(size+1);
bytes_read =fread(result, 1, size, fp);
result[bytes_read] ='\0';
RETURN_STRING(result, 0);
}
这里需要说明，脚本自动生成的扩展代码中还是使用ZEND_FETCH_RESOURCE， 是个 BUG，因为自动生成的脚本（ext/skeleton/create_stubs）还没更新。
与之类似的文件的写入操作，也很类似，这里就复制代码了，请查看完整的代码 tipi_file.c（https://github.com/zhoumengkang/notes/blob/master/php-extension/php7.0/tipi_file/tipi_file.c）
1.4 资源的删除
1.4.1 资源删除 API
ZEND_APIintzend_list_close(zend_resource *res)
传入需要被删除的资源即可。该 API 看似非常简单，实际做了很多工作，后面原理分析细说。
1.4.2 资源删除的实现
我们在函数file_close中需要调用资源删除 API
PHP_FUNCTION(file_close)
{
intargc = ZEND_NUM_ARGS();
intfilehandle_id = -1;
zval *filehandle = NULL;
if(zend_parse_parameters(argc TSRMLS_CC,"r", &filehandle) == FAILURE)
return;
zend_list_close(Z_RES_P(filehandle));
RETURN_TRUE;
}
1.5 编译安装以及测试
1.5.1 编译安装
通过上面的编码，一个简单的第三方的扩展就实现了。查看完整版（https://github.com/zhoumengkang/notes/tree/master/php-extension/php7.0/tipi_file）
下面的一些命令配置请根据自己的环境而定（安装的过程可以参考最基础的扩展开发教程（https://mengkang.net/660.html））
[root@localhost tipi_file]# php7ize
Configuringfor:
PHP Api Version: 20151012
Zend Module Api No: 20151012
Zend Extension Api No: 320151012
[root@localhost tipi_file]# ./configure --with-php-config=/usr/local/php7/bin/php-config
...
[root@localhost tipi_file]# make
...
[root@localhost tipi_file]# make install
...
1.5.2 测试
直接用 php 脚本测试，就不一个功能一个功能写测试样例了，修改tipi_file.php文件。
$fp = file_open("./CREDITS","r+");
var_dump($fp);
var_dump(file_read($fp,6));
var_dump(file_write($fp,"zhoumengakng"));
var_dump(file_close($fp));
然后通过命令行执行
php7 -d"extension=tipi_file.so"tipi_file.php
2 源码分析
2.1 注册资源类型源码
ZEND_API int zend_register_list_destructors_ex(rsrc_dtor_func_t ld, rsrc_dtor_func_t pld, const char *type_name, int module_number)
{
zend_rsrc_list_dtors_entry *lde;
zval zv;
lde = malloc(sizeof(zend_rsrc_list_dtors_entry));
lde->list_dtor_ex = ld;
lde->plist_dtor_ex = pld;
lde->module_number = module_number;
lde->resource_id = list_destructors.nNextFreeElement;
lde->type_name = type_name;
ZVAL_PTR(&zv, lde);
if(zend_hash_next_index_insert(&list_destructors, &zv) == NULL) {
returnFAILURE;
}
returnlist_destructors.nNextFreeElement-1;
}
其中
ZVAL_PTR(&zv, lde);
等价于
zv.value.ptr = (lde);
zv.u1.type_info = IS_PTR;
list_destructors是一个全局静态HashTable，资源类型注册时，将一个zval结构体变量zv存放入list_destructors的arData中，而zv的value.ptr却指向了zend_rsrc_list_dtors_entry *lde，lde中包含的该种资源释放函数指针、持久资源的释放函数指针，资源类型名称，该资源在 hashtable 中的索引依据 （resource_id）等。
而这里的resource_id则是该函数的返回值，所以后面我们在解析该类型变量时，都需要将resource_id带上。
整个的注册步骤可以总结为下图：
2.2 资源的注册
ZEND_API zend_resource* zend_register_resource(void*rsrc_pointer,intrsrc_type)
{
zval *zv;
zv = zend_list_insert(rsrc_pointer, rsrc_type);
returnZ_RES_P(zv);
}
该函数的功能则是将zend_list_insert返回的zval中的资源指针返回。Z_RES_P宏在Zend/zend_types.h中定义。
重点分析zend_list_insert
ZEND_API zval *zend_list_insert(void *ptr, inttype)
{
int index;
zval zv;
index = zend_hash_next_free_element(&EG(regular_list));
if(index == 0) {
index = 1;
}
ZVAL_NEW_RES(&zv, index, ptr,type);
returnzend_hash_index_add_new(&EG(regular_list), index, &zv);
}
其中zend_hash_next_free_element宏，返回&EG(regular_list)表的nNextFreeElement，后面用来作为索引查询的依据。
而ZVAL_NEW_RES宏是 PHP 7 新增的一套东西，把一个资源装载到zval里去，因为PHP 7 中Bucket只能存zval了。
#define ZVAL_NEW_RES(z, h, p, t) do { \
zend_resource *_res = \
(zend_resource *) emalloc(sizeof(zend_resource)); \
zval *__z; \
GC_REFCOUNT(_res) = 1; \
GC_TYPE_INFO(_res) = IS_RESOURCE; \
_res->handle = (h); \
_res->type = (t); \
_res->ptr = (p); \
__z = (z); \
Z_RES_P(__z) = _res; \
Z_TYPE_INFO_P(__z) = IS_RESOURCE_EX; \
}while(0)
代码比较清晰，首先根据h,p,t新建了一个资源，然后一起存入了z这个zval的结构体。（最后两个宏前面刚刚讨论过了）
最后就是zend_hash_index_add_new宏了，追踪代码发现其最后等价于调用的是
_zend_hash_index_add_or_update_i(&EG(regular_list), index, &zv, HASH_ADD | HASH_ADD_NEW ZEND_FILE_LINE_RELAY_CC)
关于HashTable的具体操作，这里暂不做细致的分析，后面单独再单独说。
2.3 解析资源源码分析
ZEND_APIvoid*zend_fetch_resource(zend_resource *res,constchar*resource_type_name,intresource_type)
{
if(resource_type == res->type) {
returnres->ptr;
}
if(resource_type_name) {
constchar*space;
constchar*class_name = get_active_class_name(&space);
zend_error(E_WARNING,"%s%s%s(): supplied resource is not a valid %s resource", class_name, space, get_active_function_name(), resource_type_name);
}
returnNULL;
}
在上面的例子中我们是这样解析的
(FILE*)zend_fetch_resource(Z_RES_P(filehandle), TIPI_FILE_TYPE, le_tipi_file)
而现在 PHP7的解析则直接从zval里解析出zend_resource，如下图所示：
2.4 删除资源源码分析
ZEND_APIintzend_list_close(zend_resource *res)
{
if(GC_REFCOUNT(res) <= 0) {
returnzend_list_free(res);
}elseif(res->type >= 0) {
zend_resource_dtor(res);
}
returnSUCCESS;
}
与PHP5 不同的地方，这里不是每次都进来将其引用计数减一操作，而是直接调用zend_resource_dtor函数。
staticvoidzend_resource_dtor(zend_resource *res)
{
zend_rsrc_list_dtors_entry *ld;
zend_resource r = *res;
res->type = -1;
res->ptr = NULL;
ld = zend_hash_index_find_ptr(&list_destructors, r.type);
if(ld) {
if(ld->list_dtor_ex) {
ld->list_dtor_ex(&r);
}
}else{
zend_error(E_WARNING,"Unknown list entry type (%d)", r.type);
}
}
如果引用计数已经等于0或者小于0了，那么才从EG(regular_list)中删除
ZEND_APIintzend_list_free(zend_resource *res)
{
if(GC_REFCOUNT(res) <= 0) {
returnzend_hash_index_del(&EG(regular_list), res->handle);
}else{
returnSUCCESS;
}
}
原理图还是引用上面的注册资源类型、并注册资源的图：
先从zend_resource逆向通过其type在list_destructors中索引层层关联，找到该类资源的释放回调函数，然后对该资源执行释放回调函数。
而后面的从EG(regular_list)中删除，则是通过res->handler做为索引的依据。
