PHP内核探索:变量赋值与销毁
2011-06-07 00:00
2456 查看
在强类型的语言当中,当使用一个变量之前,我们需要先声明这个变量。然而,对于PHP来说, 在使用一个变量时,我们不需要声明,也不需要初始化,直接对其赋值就可以使用,这是如何实现的?
在PHP中没有对常规变量的声明操作,如果要使用一个变量,直接进行赋值操作即可。在赋值操作的同时已经进行声明操作。 一个简单的赋值操作:
使用VLD扩展查看其生成的中间代码为 ASSIGN。 依此,我们找到其执行的函数为 ZEND_ASSIGN_SPEC_CV_CONST_HANDLER。 (找到这个函数的方法之一:$a为CV,10为CONST,操作为ASSIGN。) CV是PHP在5.1后增加的一个在编译期的缓存。如我们在使用VLD查看上面的PHP代码生成的中间代码时会看到:
这个$a变量就是op_type为IS_CV的变量。IS_CV值的设置是在语法解析时进行的。可以参见Zend/zend_complie.c文件中的zend_do_end_variable_parse函数。
在这个函数中,获取这个赋值操作的左值和右值的代码为:
由于右值为一个数值,我们可以理解为一个常量,则直接取操作数存储的constant字段, 关于这个字段的说明将在后面的虚拟机章节说明。 左值是通过 _get_zval_ptr_ptr_cv函数获取zval值。这个函数最后的调用顺序为: [_get_zval_ptr_ptr_cv] --> [_get_zval_cv_lookup]
在_get_zval_cv_lookup函数中关键代码为:
这是一个HashTable的查找函数,它的作用是从EG(active_symbol_table)中查找名称为cv->name的变量,并将这个值赋值给ptr。 最后,这个在符号表中找到的值将传递给ZEND_ASSIGN_SPEC_CV_CONST_HANDLER函数的variable_ptr_ptr变量。
以上是获取左值和右值的过程,在这步操作后将执行赋值操作的核心操作--赋值。赋值操作是通过调用zend_assign_to_variable函数实现。 在zend_assign_to_variable函数中,赋值操作分为好几种情况来处理,在程序中就是以几层的if语句体现。
试想,如果我们来做这个$b = &$a;的底层实现,我们可能会这样做:
判断左值是不是已经被引用过了;
左值已经被引用,则不改变左值的引用计数,将右值赋与左值;
事实上,ZE也是用同样的方法来实现,其代码如下:
PZVAL_IS_REF(variable_ptr)判断is_ref__gc字段是否为0。在左值不等于右值的情况下执行操作。 所有指向这个zval容器的变量的值都变成了*value。并且引用计数的值不变。下面是这种情况的一个示例:
上面的例子的输出结果:
看上去真的像是什么都没有发生, 左值的引用计数还是1,值仍是10 。 然而在这个赋值过程中,$a的引用计数经历了一次加一和一次减一的操作。 如以下代码:
这里的$c = $a;的操作就是我们所示的第三种情况。 对于这种情况,ZEND内核直接创建一个新的zval容器,左值的值为右值,并且左值的引用计数为1。 也就是说,这种情形$c不会与$a指向同一个zval。 其内核实现代码如下:
在这个例子中,若将 $c = $a; 换成 $c = &$a;,$a,$b和$c三个变量的引用计数会发生什么变化?将 $b = &$a; 换成 $b = $a; 呢?
这时,右值的引用计数加上,一般情况下,会对左值进行垃圾收集操作,将其移入垃圾缓冲池。垃圾缓冲池的功能是在PHP5.3后才有的。 在PHP内核中的代码体现为:
最后一个操作就是我们的情况五。 使用xdebug看引用计数发现,最终$a变量的引用计数为1,$va变量的引用计数为2,并且$va存在引用。 从源码层分析这个原因:
从代码可以看出是新分配了一个zval容器,并设置了引用计数为1,印证了我们之前的例子$a变量的结果。
除上述五种情况之外,zend_assign_to_variable函数还对全部的临时变量做了处理。 变量赋值的各种操作全部由此函数完成。
一个简洁的例子:
使用VLD扩展查看其生成的中间代码:
去掉关于赋值的中间代码,得到unset函数生成的中间代码为 UNSET_VAR,由于我们unse的是一个变量, 在Zend/zend_vm_execute.h文件中查找到其最终调用的执行中间代码的函数为: ZEND_UNSET_VAR_SPEC_CV_HANDLER 关键代码代码如下:
程序会先获取目标符号表,这个符号表是一个HashTable,然后将我们需要unset掉的变量从这个HashTable中删除。
PHP内核探索:从SAPI接口开始
PHP内核探索:一次请求的开始与结束
PHP内核探索:一次请求生命周期
PHP内核探索:单进程SAPI生命周期
PHP内核探索:多进程/线程的SAPI生命周期
PHP内核探索:Zend引擎
PHP内核探索:再次探讨SAPI
PHP内核探索:Apache模块介绍
PHP内核探索:通过mod_php5支持PHP
PHP内核探索:Apache运行与钩子函数
PHP内核探索:嵌入式PHP
PHP内核探索:PHP的FastCGI
PHP内核探索:如何执行PHP脚本
PHP内核探索:PHP脚本的执行细节
PHP内核探索:操作码OpCode
PHP内核探索:PHP里的opcode
PHP内核探索:解释器的执行过程
PHP内核探索:变量概述
PHP内核探索:变量存储与类型
PHP内核探索:PHP中的哈希表
PHP内核探索:理解Zend里的哈希表
PHP内核探索:PHP哈希算法设计
PHP内核探索:翻译一篇HashTables文章
PHP内核探索:哈希碰撞攻击是什么?
PHP内核探索:常量的实现
PHP内核探索:变量的存储
PHP内核探索:变量的类型
PHP内核探索:变量的值操作
PHP内核探索:变量的创建
PHP内核探索:预定义变量
PHP内核探索:变量的检索
PHP内核探索:变量的类型转换
PHP内核探索:弱类型变量的实现
PHP内核探索:静态变量的实现
PHP内核探索:变量类型提示
PHP内核探索:变量的生命周期
PHP内核探索:变量赋值与销毁
PHP内核探索:变量作用域
PHP内核探索:诡异的变量名
PHP内核探索:变量的value和type存储
PHP内核探索:全局变量Global
PHP内核探索:变量类型的转换
PHP内核探索:内存管理开篇
PHP内核探索:Zend内存管理器
PHP内核探索:PHP的内存管理
PHP内核探索:内存的申请与销毁
PHP内核探索:引用计数与写时复制
PHP内核探索:PHP5.3的垃圾回收机制
PHP内核探索:内存管理中的cache
PHP内核探索:写时复制COW机制
PHP内核探索:数组与链表
PHP内核探索:使用哈希表API
PHP内核探索:数组操作
PHP内核探索:数组源码分析
PHP内核探索:函数的分类
PHP内核探索:函数的内部结构
PHP内核探索:函数结构转换
PHP内核探索:定义函数的过程
PHP内核探索:函数的参数
PHP内核探索:zend_parse_parameters函数
PHP内核探索:函数返回值
PHP内核探索:形参return value
PHP内核探索:函数调用与执行
PHP内核探索:引用与函数执行
PHP内核探索:匿名函数及闭包
PHP内核探索:面向对象开篇
PHP内核探索:类的结构和实现
PHP内核探索:类的成员变量
PHP内核探索:类的成员方法
PHP内核探索:类的原型zend_class_entry
PHP内核探索:类的定义
PHP内核探索:访问控制
PHP内核探索:继承,多态与抽象类
PHP内核探索:魔术函数与延迟绑定
PHP内核探索:保留类与特殊类
PHP内核探索:对象
PHP内核探索:创建对象实例
PHP内核探索:对象属性读写
PHP内核探索:命名空间
PHP内核探索:定义接口
PHP内核探索:继承与实现接口
PHP内核探索:资源resource类型
PHP内核探索:Zend虚拟机
PHP内核探索:虚拟机的词法解析
PHP内核探索:虚拟机的语法分析
PHP内核探索:中间代码opcode的执行
PHP内核探索:代码的加密与解密
PHP内核探索:zend_execute的具体执行过程
PHP内核探索:变量的引用与计数规则
PHP内核探索:新垃圾回收机制说明
在PHP中没有对常规变量的声明操作,如果要使用一个变量,直接进行赋值操作即可。在赋值操作的同时已经进行声明操作。 一个简单的赋值操作:
$a = 10;
使用VLD扩展查看其生成的中间代码为 ASSIGN。 依此,我们找到其执行的函数为 ZEND_ASSIGN_SPEC_CV_CONST_HANDLER。 (找到这个函数的方法之一:$a为CV,10为CONST,操作为ASSIGN。) CV是PHP在5.1后增加的一个在编译期的缓存。如我们在使用VLD查看上面的PHP代码生成的中间代码时会看到:
compiled vars: !0 = $a
这个$a变量就是op_type为IS_CV的变量。IS_CV值的设置是在语法解析时进行的。可以参见Zend/zend_complie.c文件中的zend_do_end_variable_parse函数。
在这个函数中,获取这个赋值操作的左值和右值的代码为:
zval *value = &opline->op2.u.constant; zval **variable_ptr_ptr = _get_zval_ptr_ptr_cv(&opline->op1, EX(Ts), BP_VAR_W TSRMLS_CC);
由于右值为一个数值,我们可以理解为一个常量,则直接取操作数存储的constant字段, 关于这个字段的说明将在后面的虚拟机章节说明。 左值是通过 _get_zval_ptr_ptr_cv函数获取zval值。这个函数最后的调用顺序为: [_get_zval_ptr_ptr_cv] --> [_get_zval_cv_lookup]
在_get_zval_cv_lookup函数中关键代码为:
zend_hash_quick_find(EG(active_symbol_table), cv->name, cv->name_len+1, cv->hash_value, (void **)ptr)
这是一个HashTable的查找函数,它的作用是从EG(active_symbol_table)中查找名称为cv->name的变量,并将这个值赋值给ptr。 最后,这个在符号表中找到的值将传递给ZEND_ASSIGN_SPEC_CV_CONST_HANDLER函数的variable_ptr_ptr变量。
以上是获取左值和右值的过程,在这步操作后将执行赋值操作的核心操作--赋值。赋值操作是通过调用zend_assign_to_variable函数实现。 在zend_assign_to_variable函数中,赋值操作分为好几种情况来处理,在程序中就是以几层的if语句体现。
情况一:赋值的左值存在引用(即zval变量中is_ref__gc字段不为0),并且左值不等于右值
这种情形描述起来比较抽象,如下面的示例:$a = 10;$b = &$a;
xdebug_debug_zval('a');
$a = 20;
xdebug_debug_zval('a');
试想,如果我们来做这个$b = &$a;的底层实现,我们可能会这样做:
判断左值是不是已经被引用过了;
左值已经被引用,则不改变左值的引用计数,将右值赋与左值;
事实上,ZE也是用同样的方法来实现,其代码如下:
if (PZVAL_IS_REF(variable_ptr)) { if (variable_ptr!=value) { zend_uint refcount = Z_REFCOUNT_P(variable_ptr); garbage = *variable_ptr; *variable_ptr = *value; Z_SET_REFCOUNT_P(variable_ptr, refcount); Z_SET_ISREF_P(variable_ptr); if (!is_tmp_var) { zendi_zval_copy_ctor(*variable_ptr); } zendi_zval_dtor(garbage); return variable_ptr; } }
PZVAL_IS_REF(variable_ptr)判断is_ref__gc字段是否为0。在左值不等于右值的情况下执行操作。 所有指向这个zval容器的变量的值都变成了*value。并且引用计数的值不变。下面是这种情况的一个示例:
上面的例子的输出结果:
a: (refcount=2, is_ref=1),int 10 a: (refcount=2, is_ref=1),int 20
情况二:赋值的左值不存在引用,左值的引用计数为1,左值等于右值
在这种情况下,应该是什么都不会发生吗?看一个示例:$a = 10;$a = $a;
看上去真的像是什么都没有发生, 左值的引用计数还是1,值仍是10 。 然而在这个赋值过程中,$a的引用计数经历了一次加一和一次减一的操作。 如以下代码:
if (Z_DELREF_P(variable_ptr)==0) { // 引用计数减一操作 if (!is_tmp_var) { if (variable_ptr==value) { Z_ADDREF_P(variable_ptr); // 引用计数加一操作 } ...//省略
情况三:赋值的左值不存在引用,左值的引用计数为1,右值存在引用
用一个PHP的示例来描述一下这种情况:$a = 10;$b = &$a;
$c = $a;
这里的$c = $a;的操作就是我们所示的第三种情况。 对于这种情况,ZEND内核直接创建一个新的zval容器,左值的值为右值,并且左值的引用计数为1。 也就是说,这种情形$c不会与$a指向同一个zval。 其内核实现代码如下:
garbage = *variable_ptr; *variable_ptr = *value; INIT_PZVAL(variable_ptr); // 初始化一个新的zval变量容器 zval_copy_ctor(variable_ptr); zendi_zval_dtor(garbage); return variable_ptr;
在这个例子中,若将 $c = $a; 换成 $c = &$a;,$a,$b和$c三个变量的引用计数会发生什么变化?将 $b = &$a; 换成 $b = $a; 呢?
情况四:赋值的左值不存在引用,左值的引用计数为1,右值不存在引用
这种情形如下面的例子:$a = 10;$c = $a;
这时,右值的引用计数加上,一般情况下,会对左值进行垃圾收集操作,将其移入垃圾缓冲池。垃圾缓冲池的功能是在PHP5.3后才有的。 在PHP内核中的代码体现为:
Z_ADDREF_P(value); // 引用计数加1 *variable_ptr_ptr = value; if (variable_ptr != &EG(uninitialized_zval)) { GC_REMOVE_ZVAL_FROM_BUFFER(variable_ptr); // 调用垃圾收集机制 zval_dtor(variable_ptr); efree(variable_ptr); // 释放变量内存空间 } return value;
情况五:赋值的左值不存在引用,左值的引用计数为大于0,右值存在引用,并且引用计数大于0
一个演示这种情况的PHP示例:$a = 10;$b = $a;
$va = 20;
$vb = &$va;
$a = $va;
最后一个操作就是我们的情况五。 使用xdebug看引用计数发现,最终$a变量的引用计数为1,$va变量的引用计数为2,并且$va存在引用。 从源码层分析这个原因:
ALLOC_ZVAL(variable_ptr); // 分配新的zval容器 *variable_ptr_ptr = variable_ptr; *variable_ptr = *value; zval_copy_ctor(variable_ptr); Z_SET_REFCOUNT_P(variable_ptr, 1); // 设置引用计数为1
从代码可以看出是新分配了一个zval容器,并设置了引用计数为1,印证了我们之前的例子$a变量的结果。
除上述五种情况之外,zend_assign_to_variable函数还对全部的临时变量做了处理。 变量赋值的各种操作全部由此函数完成。
变量的销毁
在PHP中销毁变量最常用的方法是使用unset函数。 unset函数并不是一个真正意义上的函数,它是一种语言结构。 在使用此函数时,它会根据变量的不同触发不同的操作。一个简洁的例子:
$a = 10;unset($a);
使用VLD扩展查看其生成的中间代码:
compiled vars: !0 = $aline # * op fetch ext return operands
---------------------------------------------------------------------------------
2 0 > EXT_STMT
1 ASSIGN !0, 10
3 2 EXT_STMT
3 UNSET_VAR !0
4 > RETURN 1
去掉关于赋值的中间代码,得到unset函数生成的中间代码为 UNSET_VAR,由于我们unse的是一个变量, 在Zend/zend_vm_execute.h文件中查找到其最终调用的执行中间代码的函数为: ZEND_UNSET_VAR_SPEC_CV_HANDLER 关键代码代码如下:
target_symbol_table = zend_get_target_symbol_table(opline, EX(Ts), BP_VAR_IS, varname TSRMLS_CC); if (zend_hash_quick_del(target_symbol_table, varname->value.str.val, varname->value.str.len+1, hash_value) == SUCCESS) { ...//省略 }
程序会先获取目标符号表,这个符号表是一个HashTable,然后将我们需要unset掉的变量从这个HashTable中删除。
延伸阅读
此文章所在专题列表如下:PHP内核探索:从SAPI接口开始
PHP内核探索:一次请求的开始与结束
PHP内核探索:一次请求生命周期
PHP内核探索:单进程SAPI生命周期
PHP内核探索:多进程/线程的SAPI生命周期
PHP内核探索:Zend引擎
PHP内核探索:再次探讨SAPI
PHP内核探索:Apache模块介绍
PHP内核探索:通过mod_php5支持PHP
PHP内核探索:Apache运行与钩子函数
PHP内核探索:嵌入式PHP
PHP内核探索:PHP的FastCGI
PHP内核探索:如何执行PHP脚本
PHP内核探索:PHP脚本的执行细节
PHP内核探索:操作码OpCode
PHP内核探索:PHP里的opcode
PHP内核探索:解释器的执行过程
PHP内核探索:变量概述
PHP内核探索:变量存储与类型
PHP内核探索:PHP中的哈希表
PHP内核探索:理解Zend里的哈希表
PHP内核探索:PHP哈希算法设计
PHP内核探索:翻译一篇HashTables文章
PHP内核探索:哈希碰撞攻击是什么?
PHP内核探索:常量的实现
PHP内核探索:变量的存储
PHP内核探索:变量的类型
PHP内核探索:变量的值操作
PHP内核探索:变量的创建
PHP内核探索:预定义变量
PHP内核探索:变量的检索
PHP内核探索:变量的类型转换
PHP内核探索:弱类型变量的实现
PHP内核探索:静态变量的实现
PHP内核探索:变量类型提示
PHP内核探索:变量的生命周期
PHP内核探索:变量赋值与销毁
PHP内核探索:变量作用域
PHP内核探索:诡异的变量名
PHP内核探索:变量的value和type存储
PHP内核探索:全局变量Global
PHP内核探索:变量类型的转换
PHP内核探索:内存管理开篇
PHP内核探索:Zend内存管理器
PHP内核探索:PHP的内存管理
PHP内核探索:内存的申请与销毁
PHP内核探索:引用计数与写时复制
PHP内核探索:PHP5.3的垃圾回收机制
PHP内核探索:内存管理中的cache
PHP内核探索:写时复制COW机制
PHP内核探索:数组与链表
PHP内核探索:使用哈希表API
PHP内核探索:数组操作
PHP内核探索:数组源码分析
PHP内核探索:函数的分类
PHP内核探索:函数的内部结构
PHP内核探索:函数结构转换
PHP内核探索:定义函数的过程
PHP内核探索:函数的参数
PHP内核探索:zend_parse_parameters函数
PHP内核探索:函数返回值
PHP内核探索:形参return value
PHP内核探索:函数调用与执行
PHP内核探索:引用与函数执行
PHP内核探索:匿名函数及闭包
PHP内核探索:面向对象开篇
PHP内核探索:类的结构和实现
PHP内核探索:类的成员变量
PHP内核探索:类的成员方法
PHP内核探索:类的原型zend_class_entry
PHP内核探索:类的定义
PHP内核探索:访问控制
PHP内核探索:继承,多态与抽象类
PHP内核探索:魔术函数与延迟绑定
PHP内核探索:保留类与特殊类
PHP内核探索:对象
PHP内核探索:创建对象实例
PHP内核探索:对象属性读写
PHP内核探索:命名空间
PHP内核探索:定义接口
PHP内核探索:继承与实现接口
PHP内核探索:资源resource类型
PHP内核探索:Zend虚拟机
PHP内核探索:虚拟机的词法解析
PHP内核探索:虚拟机的语法分析
PHP内核探索:中间代码opcode的执行
PHP内核探索:代码的加密与解密
PHP内核探索:zend_execute的具体执行过程
PHP内核探索:变量的引用与计数规则
PHP内核探索:新垃圾回收机制说明
相关文章推荐
- PHP内核探索:变量类型的转换
- PHP内核探索之变量(4)- 数组操作
- PHP内核探索笔记-变量
- PHP内核探索:类的成员变量
- PHP内核探索之变量(1)Zval
- PHP内核探索:变量概述
- PHP内核探索之变量(2)-理解引用
- PHP内核探索之变量(6)- 后续内核探索系列大纲备忘
- PHP内核探索:变量存储与类型使用说明
- PHP内核探索:变量存储与类型使用说明
- PHP内核探索之变量(3)- hash table
- PHP内核探索之变量(6)- 后续内核探索系列大纲备忘
- PHP内核探索之变量(1)Zval
- PHP内核探索之变量(1)Zval
- PHP内核探索 —— 变量的存储
- PHP内核探索:变量的值操作
- PHP内核探索:变量类型提示
- PHP内核探索:变量概述
- PHP内核探索之变量(4)- 数组操作
- PHP内核探索 —— 变量的类型:PHP弱类型变量特性是如何实现?