PHP变量在内核中的存储方式

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-07-15 01:54 156阅读 0赞

PHP是弱类型语言，也就是说一个PHP变量可以保存任何的数据类型。但是PHP是使用C语言编写的，而C语言是强类型的语言，每个变量都有固定类型，不能随意改变变量的类型（可以通过强类型转换改变，不过有可能出现问题），在Zend引擎中是怎么做到一个变量保存任何的数据类型呢？

打开Zend/zend.h文件，会发现以下一些结构体：

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;
        zend_ast *ast;
    } zvalue_value;
    
    struct _zval_struct {
        /* Variable information */
        zvalue_value value;     /* value */
        zend_uint refcount__gc;
        zend_uchar type;    /* active type */
        zend_uchar is_ref__gc;
    };

zval结构体就是通常用到的PHP变量(如$variable)在内核中的表示方式。在zval结构体中，可以看到4个成员变量，分别是

*  `zvalue_value value` : 变量的值，PHP变量的值就保存在这里。
 *  `zend_uint refcount__gc` : 变量引用数，变量引用计算器。
 *  `zend_uchar type;zend_uchar type` : 变量的类型。
 *  `zend_uchar is_ref__gc` : 变量是否被引用。

zval结构体的value成员变量是一个zvalue\_value联合体，PHP能够保持任何的结构类型就是因为这个联合体。从zvalue\_value联合体的成员变量中可以看到，不同的类型会保存到不同的成员变量中，这样就实现了PHP变量可以存储任何数据类型。例如，当变量是整数类型时，会保存到value的lval成员变量中；当变量的类型是字符串时，又会保存到value的str成员变量中。如下表展示了不同类型保存到对应的成员变量中。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>PHP语言层类型</th> 
   <th>保存在zvalue_value的成员变量</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>long,bool,resoure</td> 
   <td>lval</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>double</td> 
   <td>dval</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>string</td> 
   <td>str(len保存字符串的长度，val保存字符串的值)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>array</td> 
   <td>ht</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>object</td> 
   <td>obj</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

现在已经解决了一个PHP变量可以保存任意类型的问题，但是另一个问题又出现了，就是Zend引擎是怎么知道这个变量保存的是什么类型呢？我们注意到，zval结构体中有个type成员变量，这个成员变量就是保存一个PHP变量的类型。

Zend引擎定义了几种变量类型，如下：

#define IS_NULL     0
    #define IS_LONG     1
    #define IS_DOUBLE   2
    #define IS_BOOL     3
    #define IS_ARRAY    4
    #define IS_OBJECT   5
    #define IS_STRING   6
    #define IS_RESOURCE 7

每一个宏定义对应PHP语言层的一种类型，例如当zval的type成员变量等于IS\_STRING时（zval.type==IS\_STRING），说明这个变量的类型时字符串类型。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>宏定义</th> 
   <th>表示类型</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>IS_NULL</td> 
   <td>NULL类型(null)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IS_LONG</td> 
   <td>整数类型(int)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IS_DOUBLE</td> 
   <td>浮点类型(float)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IS_STRING</td> 
   <td>字符串类型(string)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IS_ARRAY</td> 
   <td>数组类型(array)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IS_OBJECT</td> 
   <td>对象类型(object)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IS_BOOL</td> 
   <td>布尔类型(bool)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IS_RESOURCE</td> 
   <td>资源类型（resource）</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

可以通过下面的代码打印一个zval的类型：

switch(zval.type) {
        case IS_NULL:
            php_printf("zval type is null\n");
            break;
        case IS_STRING:
            php_printf("zval type is string\n");
            break;
        case IS_LONG:
            php_printf("zval type is long\n");
            break;
        case IS_ARRAY:
            php_printf("zval type is array\n");
            break;
    
        ...
    }