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PHP變數在記憶體中的儲存方式

原文轉載自:http://www.phppan.com/tag/refcount/

每門計算機語言都需要一些容器來儲存變數資料。在一些語言當中,變數都有特定的型別,如字串,陣列,物件等等。比如C和Pascal就屬於這種。 而PHP則沒有這樣的型別。在PHP中,一個變數在某一行是字串,可能到下一行就變成了數字。變數可以經常在不同的型別間輕易的轉化,甚至是自動的轉 換。PHP之所以成為一個簡單並且強大的語言,很大一部分的原因是它擁有弱型別的變數。但是有些時候這也會帶來一些有趣的問題。

在PHP內部,變數是儲存在一個叫做zval的容器中。它不僅僅包含變數的值,也包含變數的型別。Python和PHP類似,也有一個標籤標記變數型別。變數容器中包含一些Zend引擎用來區分是否引用的欄位。同時它也包含這個值的引用計數。

變數儲存在一個相當於關聯陣列的符號表中。這個陣列以變數名為key,並且指向包含了這些變數的容器。如下圖所示:


引用計數

PHP試著在變數拷貝(如 $a = $b )的時候變得聰明些。“=”也稱為賦值操作符。當進行賦值操作時,Zend引擎不會建立一個新的變數視窗,而是增大變數視窗的 refcount 欄位,你可以想象一下,當這個變數是一個巨大的字串或一個巨大 的陣列時,這將節約多少的記憶體。如下圖所示:


第一步: 變數a,包含文字”this is”。預設情況下,引用計數等於1

第二步:將變數$a賦值給$b和$c。這裡沒有新的變數容器生成,僅僅是每次在變數賦值操作時將refcount加1。因為這裡執行了兩次賦值操作,所以refcount最後會變成3。

現在,也許你很想知道當變數$c改變時將發生什麼。根據refcount的值的不同,它會有兩種不同的處理方式。如果 refcount等於1,這個變數容器將更新它的值(也許同時會更新它的型別)。如果refcount大於1,將建立一個包含了新值(和型別)的變數容 器。如圖2所示的第三步,$a變數所在的變數容器的refcount值被減去一,現在refcount的值是2,而新建立的容器的refcount的值為 1。當對一個變數使用unset函式時,這個變數所在的容器的refcount值將減去一,如圖第4步所示。如果refcount的值少於1,Zend引 擎將翻譯這個變數容器,如圖第5步所示。

傳遞變數給函式(Passing Variables to Functions)

除了所有指令碼共用的全域性符號表以外,每個使用者定義的函式在呼叫時都會建立一個屬於自己的符號表,用來存放它自己的變數。當一個函式被呼叫後,Zend引擎 就會建立一個這樣的符號表,當這個函式返回時這個函式表就會被釋放。一個函式要麼通過return語句返回,要麼因為函式結束而返回(譯者注:無返回的函 數預設會返回NULL)。如下圖所示:


圖3詳細介紹了變數是如何傳遞給函式的。

第一步,我們將”thisis”賦給變數$a,然後我們將這個變數傳遞do_something()函式的$s變數。

第二步,你可以看到這與變數賦值的操作是一樣的(與我們在前一小節提到的$b = $a類似),只是其儲存在不同的符號表(函式符號表),並且引用計數加2,而不是加1。原因是函式棧也包含了這個變數容器的引用。

第三步,當我們賦新值給變數$s,原變數容器的refcount減1,並且建立一個包含了新值的變數容器。

第四步,我們通過return語句返回一個變數。返回的變數從全域性符號表中獲取一個實體並將其refcount的值增加1.當函式結束時,函式的符 號表將被銷燬。在銷燬的過程中,Zend引擎將遍歷符號表中的每個變數,並將其refcount的值減少。當變數容器的refount的值變為0,這個變 量容器將會被銷燬。如你所見,由於 PHP的引用計數機制,變數容器不是以拷貝的方式從函式返回。如果變數$s在第三步時沒有被修改,則變數$a和$b將一直指向相同的變數容器(這個容器的 refcount為2)。在這種情況下,語句$a = “this is”將不會建立變數容器的副本。