php原始碼02 -基本變數與記憶體管理機制

概述

這是原始碼php7系列的第二篇文章，主要介紹變數的機制和記憶體的管理，我相信學習原始碼是對程式碼整體提升的有效手段，話不多說，開始吧！

php7編譯安轉、新特性

變數實現

1. 解密zval

zval 底層結構：

struct_zval_struct {

    zend_value value; //8個位元組

    union u1； //4個位元組

    union u2； //4個位元組

}

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對於vue來說是一個聯合體，zval一共16個位元組，u1 4個位元組，u2四個位元組，value結構體如下：

typedef union _zend_value {

zend_long         lval; /* long value */

double            dval; /* double value */

zend_refcounted  *counted;

zend_string      *str;

zend_array       *arr;

zend_object      *obj;

zend_resource    *res;

zend_reference   *ref;

zend_ast_ref     *ast;

zval             *zv;

void             *ptr;

zend_class_entry *ce;

zend_function    *func;

struct {

uint32_t w1;

uint32_t w2;

} ww;

} zend_value;

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雖然PHP屬於弱型別語言，但是在底層實現中還是要區分型別的，因為型別裡有天然的長度，型別引勢記憶體的長度。

底層做了很多型別轉化的處理，讓我們不用關心php的型別和長度，這也是php開發高效的原因之一。

變數知識點：

value、u1、u2都是聯合體，在底層是要區分型別的

u2裡面有個重要的變數next,next會在陣列中解決衝突使用

2.寫時複製(Copy On Write)

struct _zend_string {

zend_refcounted_h gc;

zend_ulong        h;                /* hash value */

size_t            len;

char              val[1];

};

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zend_refcounted_h 作用是string型別的引用計數的結構體，h是字串對應的hash值，它後面會用到陣列裡，len代表字串的長度，char是字串的值，因為C言語中字串遇到\0就會自動結束，二進位制是不安全的，所以php加上了長度。

$value1 = 'stark';

$value2 = $value1;

$value2 = 'zcc';

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php的寫時複製是這樣發生的，如果把v a l u e 1 賦 值 給 value1賦值給value1賦值給value2，兩個變數指向的是同一個實體記憶體地址，存在硬碟上的某一個塊裡，也許地址是0x7fff5e01c00,當$value2賦值新的值時，zend_refcounted_h引用計數減一，zcc存入新的地址。可以看我之前的文章。

3.字串的引用型別

struct _zend_reference {

zend_refcounted_h gc;

zval              val;

};

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可以跟著程式碼執行一下，看看你心裡的預期和實際列印出的值是否一致

$a = 'hello';

$b = &$a;

var_dump($a,$b);

$b = 'stark';

var_dump($a,$b);

unset($b);

var_dump($a,$b);

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執行結果：

[root@dd2065d03db8 code]# /usr/local/php7.1.0/bin/php refer.php

string(5) "hello"

string(5) "hello"

string(5) "stark"

string(5) "stark"

string(5) "stark"

NULL

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原始碼中的陣列HashTable

struct _zend_array {

zend_refcounted_h gc;

union {

struct {

ZEND_ENDIAN_LOHI_4(

zend_uchar    flags,

zend_uchar    nApplyCount,

zend_uchar    nIteratorsCount,

zend_uchar    consistency)

} v;

uint32_t flags;

} u;

uint32_t          nTableMask;

Bucket           *arData;

uint32_t          nNumUsed;

uint32_t          nNumOfElements;

uint32_t          nTableSize;

uint32_t          nInternalPointer;

zend_long         nNextFreeElement;

dtor_func_t       pDestructor;

};

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nTableMask是計算陣列的索引值，*arData儲存陣列裡的key=>value的鍵值對，nNumUsed表示已經使用的空間，nNumOfElements真正的元素個數，nTableSize是arData的大小，nTableSize預設大小是8位元組，記憶體不夠每次擴容都x2，以此類推。

記憶體管理

在malloc申請記憶體時宣告瞭size大小，但是回收時沒有傳size，怎麼做到準確釋放size大小記憶體的呢？

void *ptr=malloc(size);

free(ptr);

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php7記憶體介面

void *ptr=_emalloc(size);

_efree(ptr);

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1.Small記憶體的管理

記憶體的基本概念：chunk、page、各種規格的記憶體。

chunk: 2MB 大小的記憶體

page ：4KB大小的記憶體

#define ZEND_MM_CHUNK_SIZE (2 * 1024 * 1024)               /* 2 MB  */

#define ZEND_MM_PAGE_SIZE  (4 * 1024)                      /* 4 KB  */

#define ZEND_MM_PAGES      (ZEND_MM_CHUNK_SIZE / ZEND_MM_PAGE_SIZE)  /* 512 */

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記憶體規格

記憶體預分配：使用mmap分配chunk

記憶體分類：

1.Small(30種規格) (size <= 3KB)

2.Large (3KB < size <= 2MB-4KB)

3.Huge(size > 2MB-4KB)