PHP 核心之旅系列

一、陣列的內部結構

1.底層實現為散列表（HashTable，也稱作雜湊表）

2.散列表的概念：

是根據關鍵碼值(Key value)而直接進行訪問的資料結構。通過把關鍵碼值對映到表中一個位置來訪問記錄，以加快查詢的速度。這個對映函式叫做雜湊函式，存放記錄的陣列叫做散列表。複雜度為O(1)。

檔案路徑\Zend\zend_types.h

_zend_array結構：

 1 typedef struct _zend_array zend_array;
 2 typedef struct _zend_array HashTable;
 3 
 4
 
 struct _zend_array {
 5     zend_refcounted_h gc;
 6     union {
 7         struct {
 8             ZEND_ENDIAN_LOHI_4(
 9                 zend_uchar    flags,
10                 zend_uchar    nApplyCount,
11                 zend_uchar    nIteratorsCount,
12                 zend_uchar    consistency)
 
13         } v;
14         uint32_t flags;
15     } u;
16     uint32_t          nTableMask;
17     Bucket           *arData;
18     uint32_t          nNumUsed;
19     uint32_t          nNumOfElements;
20     uint32_t          nTableSize;
21     uint32_t          nInternalPointer;
22     zend_long         nNextFreeElement;
 
23     dtor_func_t       pDestructor;
24 };

zend_array和HashTable結構相同 

arData:散列表中儲存儲存元素的陣列，其記憶體是連續的，arData指向陣列的起始位置，其記憶體連續。

nTableSize:陣列的總容量，可以容納的元素數，大小是2的冪次方，最小為8

nTableMask: 對映元素的儲存位置用到，nTableSize的負數

nNumUsed: 陣列當前使用的Bucket數，刪除元素時，不會將其從陣列中移除，將這個元素的型別標為IS_UNDEF，當陣列容量超限，擴容時才會刪除。

nNumOfElements:陣列中有效元素的位置

nNextFreeElement:下一個數值的索引

pDestructor:刪除或覆蓋陣列中的某個元素時，則呼叫此函式對舊元素進行處理

u:輔助作用

Bucket結構：

1 typedef struct _Bucket {
2     zval              val;
3     zend_ulong        h;                /* hash value (or numeric index)   */
4     zend_string      *key;              /* string key or NULL for numerics */
5 } Bucket;

 val: 具體的value

 h: key的hash值，或者數值索引

*key: 儲存元素的key，如果元素是數值索引則為NULL

二、陣列的基本實現

雜湊函式：將元素進行hash運算後的值，對陣列大小取模之後的值（下標：0~7）分配到中間對映表

中間對映表：元素和下標的對映關係表。可以通過arData向前訪問到

元素陣列：實際儲存元素的陣列，按照下標有序儲存元素

三、陣列的初始化

\Zend\zend_hash.c

 1 ZEND_API void ZEND_FASTCALL _zend_hash_init(HashTable *ht, uint32_t nSize, dtor_func_t pDestructor, zend_bool persistent ZEND_FILE_LINE_DC)
 2 {
 3     GC_REFCOUNT(ht) = 1;
 4     GC_TYPE_INFO(ht) = IS_ARRAY | (persistent ? 0 : (GC_COLLECTABLE << GC_FLAGS_SHIFT));
 5     ht->u.flags = (persistent ? HASH_FLAG_PERSISTENT : 0) | HASH_FLAG_APPLY_PROTECTION | HASH_FLAG_STATIC_KEYS;
 6     ht->nTableMask = HT_MIN_MASK;
 7     HT_SET_DATA_ADDR(ht, &uninitialized_bucket);
 8     ht->nNumUsed = 0;
 9     ht->nNumOfElements = 0;
10     ht->nInternalPointer = HT_INVALID_IDX;
11     ht->nNextFreeElement = 0;
12     ht->pDestructor = pDestructor;
13     ht->nTableSize = zend_hash_check_size(nSize);
14 }

\Zend\zend_API.c

1 ZEND_API int _array_init(zval *arg, uint32_t size ZEND_FILE_LINE_DC) /* {{{ */
2 {
3     ZVAL_NEW_ARR(arg);
4     _zend_hash_init(Z_ARRVAL_P(arg), size, ZVAL_PTR_DTOR, 0 ZEND_FILE_LINE_RELAY_CC);
5     return SUCCESS;
6 }

 四、插入

插入時首先會檢查陣列已經分配儲存空間，初始化時沒有實際分配arData的記憶體，第一次插入時才會根據nTableSize的大小分配，分配完以後會把HashTable->u.flags打上HASH_FLAG_INITIALIZED掩碼，下次插入時發現已經分配了就不會再重複操作。

 1 static zend_always_inline void zend_hash_check_init(HashTable *ht, int packed)
 2 {
 3     HT_ASSERT_RC1(ht);
 4     if (UNEXPECTED(!((ht)->u.flags & HASH_FLAG_INITIALIZED))) {
 5         zend_hash_real_init_ex(ht, packed);
 6     }
 7 }
 8 
 9 #define CHECK_INIT(ht, packed) \
10     zend_hash_check_init(ht, packed)

參考資料：

http://www.php-internals.com/

PHP7核心剖析

作　　者：
出　　處：http://www.cnblogs.com/jackson0714/
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