深入理解PHP内核(十)变量及数据类型-类型提示的实现

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PHP是弱类型语言，向方法传递参数时也并不严格检查数据类型。不过有时候需要判断传递到方法中的参数，为此PHP中提供了一些函数来判断数据的类型，比如is_numeric()判断是否是一个数值或者可转换为数值的字符串，比如用于判断对象的类型运算符:instance of。instance of用来测定一个给定的对象是否来自指定的对象类。instance of运算符是PHP5引进的，在此之前是使用is_a()。

为了避免对象类型不规范引起的问题 ，PHP5中引入了类型提示这个概念，在定义方法参数时，同时定义参数的数据类型，如果在调用的时候，传入参数的类型与定义的参数类型不符，则会报错。这样就可以过滤对象的类型。

示例:

function array_print(Array $arr) {
    print_r($arr);
}
 
array_print(1);

上边的代码会报错，因为函数的参数指定为Array但是传入的是一个整型数据。当我们传入一个数组时则会正常运行，这是怎么实现的呢? 不管是在类中的方法还是我们调用的函数，都是使用function关键字作为其声明的标记，而类型提示的实现是在与函数的声明相关的，在声明时就已经确定了参数的类型是哪些，但是需要在调用时才会显示出来，这里我们从两个方面说明类型提示的实现：

1. 参数声明时的类型提示

2. 函数或方法调用时的类型提示

将刚才的例子改一下：

function array_print(Array $arr = 1) {
    print_r($arr);
}
 
array_print(array(1));

这个例子中函数的默认参数是一个整数，会报错。为什么会看到报错呢？因为默认值的检测过程发生在中间代码生成阶段，与运行时的报错不同，它还没有生成中间代码，也没有执行中间代码的过程。在Zend/zend_language_parse.y文件中，我们找到函数的参数列表在编译时都会调用zend_do_receive_arg函数。而在这个函数的参数列表中，第5个参数(znode *class_type)与本文所要表述的类型提示密切相关。这个参数的作用是声明类型提示中的类型，这里的类型有三种：

(1)空，即没有类型提示

(2)类型，用户定义或PHP自定义的类、接口等

(3)数组，编译期间对应的token是T_ARRAY，即Array字符

在zend_do_receive_arg函数中，针对class_type参数做了一系列的操作，基本上是针对上面列出的三种类型，其中对于类名，程序并没有判断这个类是否存在，即使使用了一个不存在的类名，程序在报错时显示的也是实参所给的对象并不是给定类的实例。

以上是声明类型提示的过程以及在声明过程中对参数默认值的判断过程，下面我们看下在函数或方法调用时类型提示的实现。

从上面的声明过程我们知道PHP在编译类型提示的代码时调用的是Zend/zend_complie.c文件中的zend_do_receive_arg函数，在这个函数中将类型提示的判断的opcode被赋值为ZEND_RECV。根据opcode的映射计算规则得出其在执行时调用的是ZEND_RECV_SPEC_HANDLER.其代码如下：

static int ZEND_FASTCALL  ZEND_RECV_SPEC_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
       ...// 省略
        if (param == NULL) {
                char *space;
                char *class_name = get_active_class_name(&space TSRMLS_CC);
                zend_execute_data *ptr = EX(prev_execute_data);
 
                if (zend_verify_arg_type((zend_function *) EG(active_op_array), 
arg_num, NULL, opline->extended_value TSRMLS_CC)) {
        ...//˯省略
                }
               ...//˯省略
        } else {
              ...//˯省略
                zend_verify_arg_type((zend_function *) EG(active_op_array), 
arg_num, *param, opline->extended_value TSRMLS_CC);
              ...//˯省略
        }
      ...//˯省略
}

如上所示，在ZEND_RECV_SPEC_HANDLER中最后调用的是zend_verify_arg_type。其代码如下:

static inline int zend_verify_arg_type(zend_function *zf, zend_uint arg_num, 
zval *arg, ulong fetch_type TSRMLS_DC)
{
   ...//˯省略
 
    if (cur_arg_info->class_name) {
        const char *class_name;
 
        if (!arg) {
            need_msg = zend_verify_arg_class_kind(cur_arg_info, fetch_type, 
&class_name, &ce TSRMLS_CC);
            return zend_verify_arg_error(zf, arg_num, cur_arg_info, need_msg, 
class_name, "none", "" TSRMLS_CC);
        }
        if (Z_TYPE_P(arg) == IS_OBJECT) { // 既然是类对象参数，传递的参数需要时对象类型
            // 下面检查这个对象是否是参数提示类的实例对象，这里是允许传递子类实例对象
            need_msg = zend_verify_arg_class_kind(cur_arg_info, fetch_type, 
&class_name, &ce TSRMLS_CC);
            if (!ce || !instanceof_function(Z_OBJCE_P(arg), ce TSRMLS_CC)) {
                return zend_verify_arg_error(zf, arg_num, cur_arg_info, 
need_msg, class_name, "instance of ", Z_OBJCE_P(arg)->name TSRMLS_CC);
            }
        } else if (Z_TYPE_P(arg) != IS_NULL || !cur_arg_info->allow_null) { // 参数为NULL，也是可以通过检查的 如果函数定义了参数默认值，不传递参数调用也是可以通过检查的

            need_msg = zend_verify_arg_class_kind(cur_arg_info, fetch_type, 
&class_name, &ce TSRMLS_CC);
            return zend_verify_arg_error(zf, arg_num, cur_arg_info, need_msg, 
class_name, zend_zval_type_name(arg), "" TSRMLS_CC);
        }
    } else if (cur_arg_info->array_type_hint) { // 数组
        if (!arg) {
            return zend_verify_arg_error(zf, arg_num, cur_arg_info, "be an 
array", "", "none", "" TSRMLS_CC);
        }
         }
        if (Z_TYPE_P(arg) != IS_ARRAY && (Z_TYPE_P(arg) != IS_NULL || 
!cur_arg_info->allow_null)) {
            return zend_verify_arg_error(zf, arg_num, cur_arg_info, "be an 
array", "", zend_zval_type_name(arg), "" TSRMLS_CC);
        }
    }
    return 1;
}

zend_verify_arg_type的整个流程如图所示

如果类型提示报错，zend_verify_arg_type函数最后都会调用zend_verify_arg_class_kind生成报错信息，并且调用zend_verify_arg_error报错。如下所示代码：

static inline char * zend_verify_arg_class_kind(const zend_arg_info 
*cur_arg_info, ulong fetch_type, const char **class_name, zend_class_entry 
**pce TSRMLS_DC)
{
    *pce = zend_fetch_class(cur_arg_info->class_name, cur_arg_info-
>class_name_len, (fetch_type | ZEND_FETCH_CLASS_AUTO | 
ZEND_FETCH_CLASS_NO_AUTOLOAD) TSRMLS_CC);
 
    *class_name = (*pce) ? (*pce)->name: cur_arg_info->class_name;
    if (*pce && (*pce)->ce_flags & ZEND_ACC_INTERFACE) {
        return "implement interface ";
    } else {
        return "be an instance of ";
    }
}
 
 
static inline int zend_verify_arg_error(const zend_function *zf, zend_uint 
arg_num, const zend_arg_info *cur_arg_info, const char *need_msg, const char 
*need_kind, const char *given_msg, char *given_kind TSRMLS_DC)
{
    zend_execute_data *ptr = EG(current_execute_data)->prev_execute_data;
    char *fname = zf->common.function_name;
    char *fsep;
     char *fclass;
 
    if (zf->common.scope) {
        fsep =  "::";
        fclass = zf->common.scope->name;
    } else {
        fsep =  "";
        fclass = "";
    }
 
    if (ptr && ptr->op_array) {
        zend_error(E_RECOVERABLE_ERROR, "Argument %d passed to %s%s%s() must 
%s%s, %s%s given, called in %s on line %d and defined", arg_num, fclass, fsep, 
fname, need_msg, need_kind, given_msg, given_kind, ptr->op_array->filename, 
ptr->opline->lineno);
    } else {
        zend_error(E_RECOVERABLE_ERROR, "Argument %d passed to %s%s%s() must 
%s%s, %s%s given", arg_num, fclass, fsep, fname, need_msg, need_kind, 
given_msg, given_kind);
    }
    return 0;
}

在上面的代码中，我们可以看到前面的报错信息中的一些关键字Argument、passed to、called in等。这就是我们在调用函数或方法时类型提示显示错误信息的最终执行位置。