PHP内核之旅-5.强大的数组

PHP 内核之旅系列

PHP内核之旅-1.生命周期

PHP内核之旅-2.SAPI中的Cli

PHP内核之旅-3.变量

PHP内核之旅-4.字符串

PHP内核之旅-5.强大的数组

PHP内核之旅-6.垃圾回收机制

一、数组的内部结构

1.底层实现为散列表（HashTable，也称作哈希表）

2.散列表的概念：

是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。这个映射函数叫做散列函数，存放记录的数组叫做散列表。复杂度为O(1)。

文件路径\Zend\zend_types.h

_zend_array结构：

 typedef struct _zend_array zend_array;
 typedef struct _zend_array 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;
 };

zend_array和HashTable结构相同

arData:散列表中保存存储元素的数组，其内存是连续的，arData指向数组的起始位置，其内存连续。

nTableSize:数组的总容量，可以容纳的元素数，大小是2的幂次方，最小为8

nTableMask: 映射元素的存储位置用到，nTableSize的负数

nNumUsed: 数组当前使用的Bucket数，删除元素时，不会将其从数组中移除，将这个元素的类型标为IS_UNDEF，当数组容量超限，扩容时才会删除。

nNumOfElements:数组中有效元素的位置

nNextFreeElement:下一个数值的索引

pDestructor:删除或覆盖数组中的某个元素时，则调用此函数对旧元素进行处理

u:辅助作用

Bucket结构：

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

val: 具体的value

h: key的hash值，或者数值索引

*key: 存储元素的key，如果元素是数值索引则为NULL

二、数组的基本实现

散列函数：将元素进行hash运算后的值，对数组大小取模之后的值（下标：0~7）分配到中间映射表

中间映射表：元素和下标的映射关系表。可以通过arData向前访问到

元素数组：实际存储元素的数组，按照下标有序存储元素

三、数组的初始化

\Zend\zend_hash.c

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

\Zend\zend_API.c

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

四、插入

插入时首先会检查数组已经分配存储空间，初始化时没有实际分配arData的内存，第一次插入时才会根据nTableSize的大小分配，分配完以后会把HashTable->u.flags打上HASH_FLAG_INITIALIZED掩码，下次插入时发现已经分配了就不会再重复操作。

 static zend_always_inline void zend_hash_check_init(HashTable *ht, int packed)
 {
     HT_ASSERT_RC1(ht);
     if (UNEXPECTED(!((ht)->u.flags & HASH_FLAG_INITIALIZED))) {
         zend_hash_real_init_ex(ht, packed);
     }
 }

 #define CHECK_INIT(ht, packed) \
     zend_hash_check_init(ht, packed)

参考资料：

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

PHP7内核剖析

作　　者：
Jackson0714
出　　处：http://www.cnblogs.com/jackson0714/

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