关于PHP5和PHP7中数组实现方式的比较总结(3)

  如果是向数组中新增项,首先会判断给定的 key 是否为 interned string 类型,如果是,那么只需要为 Bucket 申请内存,然后将 p->arKey 指向给定的 key 的地址即可,否则在为新的 Bucket 申请内存的同时还需要为给定的 key 申请内存,然后将 p->arKey 指向为 key 申请的内存的地址。之后会对新申请的 Bucket 进行初始化,最后要做的两件事:维护 hash 碰撞链表和数组元素写入顺序链表。在维护 hash 碰撞的链表时,新增的 Bucket 是放在链表头的位置;维护数组元素写入顺序的链表时,新增的 Bucket 是放在链表的末尾,同时将 hashtable 的 pListTail 指向新增的 Bucket。

关于 PHP 中的 interned string,之前在讲解 PHP 7 对字符串处理逻辑优化的时候已经说明,这里不再赘述

PHP 7

  PHP 7 在 hashtable 的数据结构上做了比较大的改动,同时放弃了使用双向链表的方式来维护 hash 碰撞和数组元素的写入顺序,在内存管理以及性能上得到了提升,但理解起来却不如 PHP 5 中的实现方式直观。

#define Z_NEXT(zval) (zval).u2.next #define HT_HASH_EX(data, idx) \ ((uint32_t*)(data))[(int32_t)(idx)] # define HT_IDX_TO_HASH(idx) \ ((idx) * sizeof(Bucket)) // PHP 7 中数组添加/修改元素(精简了部分代码) static zend_always_inline zval *_zend_hash_add_or_update_i(HashTable *ht, zend_string *key, zval *pData, uint32_t flag) { zend_ulong h; uint32_t nIndex; uint32_t idx; Bucket *p, *arData; /*... ...*/ ZEND_HASH_IF_FULL_DO_RESIZE(ht); /* If the Hash table is full, resize it */ add_to_hash: idx = ht->nNumUsed++; ht->nNumOfElements++; arData = ht->arData; p = arData + idx; p->key = key; p->h = h = ZSTR_H(key); nIndex = h | ht->nTableMask; Z_NEXT(p->val) = HT_HASH_EX(arData, nIndex); HT_HASH_EX(arData, nIndex) = HT_IDX_TO_HASH(idx); ZVAL_COPY_VALUE(&p->val, pData); return &p->val; }

  这里需要先说明一下 nNumUsed 和 nNumOfElements 的区别:

关于PHP5和PHP7中数组实现方式的比较总结

  按图中示例,此时 nNumUsed 的值应该为 5,但 nNumOfElements 的值则应该为 3。在 PHP 7 中,数组元素按照写入顺序依次存储,而 nNumUsed 正好可以用来充当数组元素存储位置索引的功能。

  另外就是 p = arData + idx ,前面已经讲过 arData 为 Bucket 类型,这里 +idx 意为指针从 arData 的位置开始向右偏移 idx 个 Bucket 的位置。宏调用 HT_HASH_EX 也是同样的道理。

  最后就是 Z_NEXT(p->val),PHP 7 中的 Bucket 结构都内嵌了一个 zval,zval 中的联合体 u2 中有一项 next 用来记录hash 碰撞的信息。nIndex 用来标识 idx 在映射表中的位置,在往 hashtable 中新增元素时,如果根据给定的 key 计算得到的 nIndex 的位置已经有值(即发生了 hash 碰撞),那么此时需要将 nIndex 所指向的位置的原值记录到新增的元素所对应的 Bucket 下的 val.u2.next 中。宏调用 HT_IDX_TO_HASH 的作用是根据 idx 计算得到 Bucket 的以字节为单位的偏移量。

⒊ 删除元素

PHP 5

  在 PHP 5 中,数组元素的删除过程中的主要工作是维护 hash 碰撞链表和数组元素写入顺序的链表。

// 删除 Bucket 的代码(精简了部分代码片段) static zend_always_inline void i_zend_hash_bucket_delete(HashTable *ht, Bucket *p) { if (p->pLast) { p->pLast->pNext = p->pNext; } else { ht->arBuckets[p->h & ht->nTableMask] = p->pNext; } if (p->pNext) { p->pNext->pLast = p->pLast; } if (p->pListLast != NULL) { p->pListLast->pListNext = p->pListNext; } else { /* Deleting the head of the list */ ht->pListHead = p->pListNext; } if (p->pListNext != NULL) { p->pListNext->pListLast = p->pListLast; } else { /* Deleting the tail of the list */ ht->pListTail = p->pListLast; } if (ht->pInternalPointer == p) { ht->pInternalPointer = p->pListNext; } ht->nNumOfElements--; if (ht->pDestructor) { ht->pDestructor(p->pData); } if (p->pData != &p->pDataPtr) { pefree(p->pData, ht->persistent); } pefree(p, ht->persistent); } // 元素删除 ZEND_API int zend_hash_del_key_or_index(HashTable *ht, const char *arKey, uint nKeyLength, ulong h, int flag) { uint nIndex; Bucket *p; if (flag == HASH_DEL_KEY) { h = zend_inline_hash_func(arKey, nKeyLength); } nIndex = h & ht->nTableMask; p = ht->arBuckets[nIndex]; while (p != NULL) { if ((p->h == h) && (p->nKeyLength == nKeyLength) && ((p->nKeyLength == 0) /* Numeric index (short circuits the memcmp() check) */ || !memcmp(p->arKey, arKey, nKeyLength))) { /* String index */ i_zend_hash_bucket_delete(ht, p); return SUCCESS; } p = p->pNext; } return FAILURE; }

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