《PHP内核剖析 - 变量/内存管理》

本文总结自：

　　《PHP7 内核剖析 - 变量的内部实现》

一：变量的实现

　　- 变量是一个语言实现的基础。

　　- 在PHP中，变量的组成部分为 变量名(zval) 变量值(zend_value)

　　- zval结构比较简单，内嵌一个union类型的zend_value保存具体变量类型的值或指针

• //zend_types.h
  typedef struct _zval_struct     zval;
  
  typedef union _zend_value {
      zend_long         lval;    //int整形
      double            dval;    //浮点型
      zend_refcounted  *counted;
      zend_string      *str;     //string字符串
      zend_array       *arr;     //array数组
      zend_object      *obj;     //object对象
      zend_resource    *res;     //resource资源类型
      zend_reference   *ref;     //引用类型，通过&$var_name定义的
      zend_ast_ref     *ast;     //下面几个都是内核使用的value
      zval             *zv;
      void             *ptr;
      zend_class_entry *ce;
      zend_function    *func;
      struct {
          uint32_t w1;
          uint32_t w2;
      } ww;
  } zend_value;
  
  struct _zval_struct {
      zend_value        value; //变量实际的value
      union {
          struct {
              ZEND_ENDIAN_LOHI_4( //这个是为了兼容大小字节序，小字节序就是下面的顺序，大字节序则下面4个顺序翻转
                  zend_uchar    type,         //变量类型
                  zend_uchar    type_flags,  //类型掩码，不同的类型会有不同的几种属性，内存管理会用到
                  zend_uchar    const_flags,
                  zend_uchar    reserved)     //call info，zend执行流程会用到
          } v;
          uint32_t type_info; //上面4个值的组合值，可以直接根据type_info取到4个对应位置的值
      } u1;
      union {
          uint32_t     var_flags;
          uint32_t     next;                 //哈希表中解决哈希冲突时用到
          uint32_t     cache_slot;           /* literal cache slot */
          uint32_t     lineno;               /* line number (for ast nodes) */
          uint32_t     num_args;             /* arguments number for EX(This) */
          uint32_t     fe_pos;               /* foreach position */
          uint32_t     fe_iter_idx;          /* foreach iterator index */
      } u2; //一些辅助值
  };

二：内存管理

　　- 由于硬拷贝的效率太低

　　- 所以PHP的变量管理是通过 引用计数，写时复制

三： 引用计数

　　- 引用计数是指在value中增加一个字段refcount记录指向当前value的数量

　　- 变量复制、函数传参时并不直接硬拷贝一份value数据，而是将refcount++，变量销毁时将refcount--，等到refcount减为0时表示已经没有变量引用这个value，将它销毁即可。

　　- 从上面的zend_value结构可以看出并不是所有的数据类型都会用到引用计数，long、double直接都是硬拷贝，只有value是指针的那几种类型才__可能__会用到引用计数。

四：写时复制

　　- 引用计数，多个变量可能指向同一个value，然后通过refcount统计引用数

　　- 这时候如果其中一个变量试图更改value的内容则会重新拷贝一份value修改，同时断开旧的指向

　　- 写时复制的机制在计算机系统中有非常广的应用，它只有在必要的时候(写)才会发生硬拷贝，可以很好的提高效率，

五： 变量回收

　　- PHP变量的回收主要有两种：主动销毁、自动销毁。

　　- 主动销毁指的就是 unset ，而自动销毁就是PHP的自动管理机制，在return时减掉局部变量的refcount，即使没有显式的return，PHP也会自动给加上这个操作

　　- 另外一个就是写时复制时会断开原来value的指向，这时候也会检查断开后旧value的refcount。

六： 垃圾回收

　　-  这是变量的简单gc过程，但是实际过程中出现gc无法回收导致内存泄漏的bug，先看下一个例子：

　　- 

　　-  可以看到，unset($a)之后由于数组中有子元素指向$a，所以refcount > 0，无法通过简单的gc机制回收

　　- 这种变量就是垃圾，垃圾回收器要处理的就是这种情况。

　　- 目前垃圾只会出现在array、object两种类型中。

　　- 所以只会针对这两种情况作特殊处理：当销毁一个变量时，如果发现减掉refcount后仍然大于0，且类型是IS_ARRAY、IS_OBJECT则将此value放入gc可能垃圾双向链表中，等这个链表达到一定数量后启动检查程序将所有变量检查一遍，如果确定是垃圾则销毁释放。