深入PHP變數儲存的詳解

1.1.1 zval結構
Zend使用zval結構來儲存PHP變數的值，該結構如下所示：

複製代碼 代碼如下:typedef union _zvalue_value {
long lval; /* long value */
double dval; /* double value */
struct {
char *val;
int len;
} str;
HashTable *ht; /* hash table value */
zend_object_value obj;
} zvalue_value;

struct _zval_struct {
/* Variable information */
zvalue_value value; /* value */
zend_uint refcount;
zend_uchar type; /* active type */
zend_uchar is_ref;
};

typedef struct _zval_struct zval;

Zend根據type值來決定訪問value的哪個成員，可用值如下：

IS_NULL	N/A
IS_LONG	對應value.lval
IS_DOUBLE	對應value.dval
IS_STRING	對應value.str
IS_ARRAY	對應value.ht
IS_OBJECT	對應value.obj
IS_BOOL	對應value.lval.
IS_RESOURCE	對應value.lval

根據這個表格可以發現兩個有意思的地方：首先是PHP的數組其實就是一個HashTable，這就解釋了為什麼PHP能夠支援關聯陣列了；其次，Resource就是一個long值，它裡面存放的通常是個指標、一個內部數組的index或者其它什麼只有建立者自己才知道的東西，可以將其視作一個handle。

1.1.2 引用計數
引用計數在垃圾收集、記憶體池以及字串等地方應用廣泛，Zend就實現了典型的引用計數。多個PHP變數可以通過引用計數機制來共用同一份zval，zval中剩餘的兩個成員is_ref和refcount就用來支援這種共用。
很明顯，refcount用於計數，當增減引用時，這個值也相應的遞增和遞減，一旦減到零，Zend就會回收該zval。
那麼is_ref呢？

1.1.3 zval狀態
在PHP中，變數有兩種——引用和非引用的，它們在Zend中都是採用引用計數的方式儲存的。對於非引用型變數，要求變數間互不相干，修改一個變數時，不能影響到其他變數，採用Copy-On-Write機制即可解決這種衝突——當試圖寫入一個變數時，Zend若發現該變數指向的zval被多個變數共用，則為其複製一份refcount為1的zval，並遞減原zval的refcount，這個過程稱為“zval分離”。然而，對於引用型變數，其要求和非引用型相反，引用賦值的變數間必須是捆綁的，修改一個變數就修改了所有捆綁變數。
可見，有必要指出當前zval的狀態，以分別應對這兩種情況，is_ref就是這個目的，它指出了當前所有指向該zval的變數是否是採用引用賦值的——要麼全是引用，要麼全不是。此時再修改一個變數，只有當發現其zval的is_ref為0，即非引用時，Zend才會執行Copy-On-Write。

1.1.4 zval狀態切換
當在一個zval上進行的所有賦值操作都是引用或者都是非引用時，一個is_ref就足夠應付了。然而，世界總不會那麼美好，PHP無法對使用者進行這種限制，當我們混合使用引用和非引用賦值時，就必須要進行特別處理了。
情況I、看如下PHP代碼：

複製代碼 代碼如下:<?php
$a = 1;
$b = $a;
$c = $b;
$d = &$c; // 在一堆非引用賦值中，插入一個引用
?>

這段代碼首先進行了一次初始化，這將建立一個新的zval，is_ref=0, refcount=1，並將a指向這個zval；之後是兩次非引用賦值，正如前面所說，只要把b和c都指向a的zval即可；最後一行是個引用賦值，需要is_ref為1，但是Zend發現c指向的zval並不是引用型的，於是為c建立單獨的zval，並同時將d指向該zval。
從本質上來說，這也可以看作是一種Copy-On-Write，不僅僅是value，is_ref也是受保護的對象。
整個過程圖示如下：

情況II，看如下PHP代碼：

複製代碼 代碼如下:<?php
$a = 1;
$b = &$a;
$c = &$b;
$d = $c; // 在一堆引用賦值中，插入一個非引用
?>

這段代碼的前三句將把a、b和c指向一個zval，其is_ref=1, refcount=3；第四句是個非引用賦值，通常情況下只需要增加引用計數即可，然而目標zval屬於引用變數，單純的增加引用計數顯然是錯誤的， Zend的解決辦法是為d單獨產生一份zval副本。
全過程如下所示：

1.1.5 參數傳遞
PHP函數參數的傳遞和變數賦值是一樣的，非引用傳遞相當於非引用賦值，引用傳遞相當於引用賦值，並且也有可能會導致執行zval狀態切換。這在後面還將提到。