深入理解PHP内核(一)

PHP作为一门简单而强大的语言,能够提供很多Web适用的语言特性。从实践出发,继弱类型变量原理探究后,本文继续带领大家深入理解php内核。

最近,和一个网友交流的时候,给我提了一个非常奇怪的问题。那就是,在一个运算中,加了一个引用之后,发现性能慢了一万倍。在我的脑海里面,引用是一个非常容易出错的问题,特别是PHP里面的引用,有非常多的陷阱。因为,以前专门研究过这一块PHP的源代码,所以,我可以比较清晰的解析引用到底是怎么一回事,希望,读了我这篇文章,能彻底理解这个问题。如果,有任何疑问,或者有一些你想了解的问题,可以给我留言。

先来看一段代码:

class RefferTest { private $data; private $testKey; function __construct() { $key = "hello"; $this->data[$key] = range(0, 10000); $this->testKey = $key; } function reffer($key) { $reffer = &$this->data[$key]; return count($reffer); } function noreffer($key) { return count($this->data[$key]); } function test() { $t1 = microtime(true); for ($i = 0; $i < 5000; $i++) { $this->reffer($this->testKey); } $t2 = microtime(true) - $t1; var_dump("reffer: " . round($t2, 4)); $t1 = microtime(true); for ($i = 0; $i < 5000; $i++) { $this->noreffer($this->testKey); } $t2 = microtime(true) - $t1; var_dump("noreffer: " . round($t2, 4)); } } $test = new RefferTest(); $test->test();

如果你完这个代码,能说出,为了reffer 和 noreffer会差一万倍的性能,那下面的也就没有必要往下看了。这篇博客针对的是,PHP的新手。你可以运行一下这个代码试试看,的确差了一万倍。当然,那个网友遇到的问题的代码要比上面的复杂,上面的代码是我为了说明问题,特意简化的。或许你已经从代码里面看出问题了,但是,至于为什么会这样。我想,还是有必要分析一下。这样,以后,在使用PHP的时候,才不会犯相同的错误。

PHP为了减少复制,采用了一种copy on writer的机制。我想,这是一种非常常见的机制,你也一定听说过。比如,gcc 的 stl string 的实现,就是采用这样的机制,字符串赋值,不是真正的复制,而且,在修改的时候才会进行复制。我们先来举个最简单的例子:

$a = str_repeat("", ); $b = $a; $a[] = "";

$a 是一个非常大的字符串,如果 $b = $a 的时候,进行复制,那要耗费很多内存 和 cpu,这样非常的不划算,万一,下面的代码并不修改$a 和 $b 那复制根本没有必要。当然,$a 在后面又被修改了,这个时候,必须进行复制了,否则就不符合逻辑了。但是,现在问题来了,怎么知道,$a 在修改的时候,要进行复制呢,必须要有这样一个标记。方法就是采用引用计数。引用计数还被用来进行内存的管理。

基本的流程是这样的:

1: 创建一个变量,可以保存 10000 个 0 的这样一个字符串。

2: 创建一个变量符号 a ,这个变量符号引用 这个变量。注意,变量符号 和 变量不是一回事情,这两者是分离的。

如果从C语言的角度来说,PHP大概完成这样一件事情:

char *varname = "a"; size_t varname_len = strlen(varname); zend_hash_add(EG(active_symbol_table), varname, varname_len + , &var, sizeof(zval*), NULL);

active_symbol_table 是PHP的一个符号表,所有能访问到的变量都在这个里面,他是一个哈希表。var 这个变量,保存了 10000 个 0 这个字符串。而且是zval的结构,zval的结构如下:

typedef struct _zval_struct { zvalue_value value; zend_uint refcount; zend_uchar type; zend_uchar is_ref; } zval; typedef union _zvalue_value { long lval; double dval; struct { char *val; int len; } str; HashTable *ht; zend_object_value obj; } zvalue_value;

zvalue_value 是一个联合,可以保存 long, double, 字符串,哈希表(PHP Array),还有就是 对象。也就是所有的PHP的类型。 zval 其实 就是 对 zvalue_value ,加入了类型type 和 引用is_ref,引用计数refcount三个功能。这就是PHP中的普通变量。要是用PHP做比较大型的东西,就会发现,内存占用非常厉害。就是因为,他一个变量 不是 传统C语言的那个变量了,它加了很多东西。

好了,第一句完成了,下面是第二句。第二句很简单,会产生一个新的变量符号b,把他加入 active_symbol_table ,但是不会增加新的一个变量,而只是,refcount++。赋值就完成了。如图:

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