PHP源码分析-变量

1. 变量的三要素
变量名称，变量类型，变量值

那么在PHP用户态下变量类型都有哪些，如下：

// Zend/zend.h
#define IS_NULL     0
 #define IS_LONG     1
 #define IS_DOUBLE   2
 #define IS_BOOL     3
 #define IS_ARRAY    4
 #define IS_OBJECT   5
 #define IS_STRING   6
 #define IS_RESOURCE 7
 #define IS_CONSTANT 8
 #define IS_CONSTANT_AST 9
 #define IS_CALLABLE 10

2. 变量值和变量类型的存储
变量的类型和值被存储在结构体zval中，如下：

/ Zend/zend_types.h
typedef struct _zval_struct zval;

// Zend/zend.h
typedef union _zvalue_value {
     long lval;                  /* long value */
     double dval;                /* double value */
     struct {
         char *val;
         int len;
     } str;
     HashTable *ht;              /* hash table value */
     zend_object_value obj;
     zend_ast *ast;
 } zvalue_value;

 struct _zval_struct {
     /* Variable information */
     zvalue_value value;     /* value */
     zend_uint refcount__gc;
     zend_uchar type;    /* active type */
     zend_uchar is_ref__gc;
 };

先看结构体_zval_struct，它的成员中value存储变量的值，type存储变量的类型，refcount__gc和is_ref__gc是变量引用相关的标记，先忽略；
而具体存储变量值的结构体_zvalue_value如何存储一个变量的值呢？根据变量的类型进行不同方式的存储，如下：
a. 变量类型为boolean(ZVAL_BOOL), integer(ZVAL_LONG), resource(ZVAL_RESOURCE)
zval中的type存储变量类型(IS_BOOL, IS_LONG, IS_RESOURCE)，zvalue_value中的lval存储变量值
b. 变量类型为float(ZVAL_DOUBLE)
zval中的type存储变量类型(IS_DOUBLE)，zvalue_value中的dval存储变量值
c. 变量类型为null(ZVAL_NULL)
zval中的type存储变量类型(IS_NULL)，不需要存储值
d. 变量类型为字符串
zval中的type存储变量类型(IS_STRING),zvalue_value中的结构体str存储字符串值和字符串长度
e. 变量类型为数组
zval中的type存储变量类型(IS_ARRAY),zvalue_value中的*ht将指向一个哈希表，而这个哈希表里则存储数组的值
f. 变量类型为对象
zval中的type存储变量类型(IS_OBJECT),zvalue_value中的obj用于存储其值

以上对于变量类型为数组时，数组值是使用内核态的哈希表存储的，那么PHP内核态的哈希表到底是个什么东东？

3. PHP内核态的哈希表

/ Zend/zend_hash.h
typedef struct bucket {
     ulong h;                        /* Used for numeric indexing */
     uint nKeyLength;
     void *pData;
     void *pDataPtr;
     struct bucket *pListNext;
     struct bucket *pListLast;
     struct bucket *pNext;
     struct bucket *pLast;
     const char *arKey;
 } Bucket;

 typedef struct _hashtable {
     uint nTableSize;
     uint nTableMask;
     uint nNumOfElements;
     ulong nNextFreeElement;
     Bucket *pInternalPointer;   /* Used for element traversal */
     Bucket *pListHead;
     Bucket *pListTail;
     Bucket **arBuckets;
     dtor_func_t pDestructor;
     zend_bool persistent;
     unsigned char nApplyCount;
     zend_bool bApplyProtection;
 #if ZEND_DEBUG
     int inconsistent;
 #endif
 } HashTable;

首先在理解哈希表时，先不要想它和PHP数组，变量符号表等的关系。先集中精神理解哈希表本身。上面代码里的HashTable和bucket实际上是为了表示多个有关联的元素，
其中一个bucket代表一个元素，它的*pListNext和*pListLast分别指向它的下一个和上一个bucket元素，所以这些bucket实际上是一个双向链表。而bucket元素具体的值存放在了由*pData指向的一块内存中，元素名称在保存在*arKey中；
HashTable中的*pListHead和*pListTail分别指向bucket元素构成的双向链表的头和尾，arBuckets则是一个数组，数组的key是一个哈希值(bucket元素名称的hash值)，数组的value是双向链表中一个bucket元素的地址指针，arBuckets保存了所有的双向链表中元素的地址指针。
因为有了arBuckets，便能够快速的根据一个元素的名称检索到对应的bucket元素。

以上为PHP内核态哈希表的简单介绍，也是核心功能介绍。

4. 用户态的数组在内核态由哈希表存储
一个数组是由多个key->value的元素构成，而哈希表正可以表示这个元素构成。比如，要想一个数组push一个元素，PHP内核先为此数组元素申请一块bucket内存，将数组元素的key进行哈希计算后得到一个哈希值，再操作HashTable中的*pListHead，和Bucket中的pListNext，pListLast。

5. 哈希表是PHP内核的核心
哈希表作用巨大，比如：
a. 数组由哈希表实现
b. 用户态的php脚本里出现的所有全局变量和所有局部变量在内核态也是使用哈希表来组织到一起
当内核检索某个变量时，通过对变量名的哈希值到哈希表的arBuckets去找到对应的Bucket。

//Zend/zend_globals.h

struct _zend_executor_globals {
     ...

     HashTable *active_symbol_table;
     HashTable symbol_table;     /* main symbol table */

     ...
}

active_symbol_table指向当前局部变量的哈希表；而symbol_table则是全局变量的哈希表