PHP内核研究:HASH表和变量 【转】

PHP HASH表

在PHP中,所有的数据 无论变量,常量,类,属性 都用Hash表来实现.

先要说说 HASH表

 

  1. typedef struct bucket { 
  2.         ulong h;                                                /* Used for numeric indexing */ 
  3.         uint nKeyLength; //key长度 
  4.         void *pData; //指向 Bucke保存的数据 指针 
  5.         void *pDataPtr; //指针数据 
  6.         struct bucket *pListNext; //下一个元素指针 
  7.         struct bucket *pListLast;//上一个元素指针 
  8.         struct bucket *pNext; 
  9.         struct bucket *pLast; 
  10.         char arKey[1]; /* Must be last element */ 
  11. } Bucket; 
  12. typedef struct _hashtable { 
  13.         uint nTableSize;//HashTable的大小 
  14.         uint nTableMask;//等于nTableSize-1 
  15.         uint nNumOfElements;//对象个数 
  16.         ulong nNextFreeElement;//指向下一个空元素位置 nTableSize+1 
  17.         Bucket *pInternalPointer;       /* Used for element traversal *///保存当前遍历的指针 
  18.         Bucket *pListHead;//头元素指针 
  19.         Bucket *pListTail;//尾元素指针 
  20.         Bucket **arBuckets;//存储hash数组数据 
  21.         dtor_func_t pDestructor;//类似于析构函数 
  22.         zend_bool persistent;//用哪种方法分配内存空间 PHP统一管理内存还是用普通的malloc 
  23.         unsigned char nApplyCount;//当前hash bucket被访问的次数,是否遍历过数据,防止无限递归循环 
  24.         zend_bool bApplyProtection; 
  25. #if ZEND_DEBUG 
  26.         int inconsistent; 
  27. #endif 
  28. } HashTable; 

我们结合 HASH表初始化函数来说

  1. ZEND_API int _zend_hash_init(HashTable *ht, uint nSize, hash_func_t pHashFunction, dtor_func_t pDestructor, zend_bool persistent ZEND_FILE_LINE_DC) 
  2. { 
  3.  uint i = 3; 
  4.  Bucket **tmp; 
  5.   
  6. SET_INCONSISTENT(HT_OK); 
  7.   
  8.  if (nSize >= 0x80000000) { //HASH表大小大于0x8则初始化为0x8 
  9.        /* prevent overflow */ 
  10.        ht->nTableSize = 0x80000000; 
  11.  } else { 
  12.        while ((1U << i) < nSize) { //调整为 2的n次方          i++;        }        ht->nTableSize = 1 << i;//HASH bucket大小   为 2的i次方  i=3 ,nTableSize最小值为8 
  13.  } 
  14. //为了提高计算效率，系统自动会将nTableSize调整到最小一个不小于nTableSize的2的整数次方。也就是说，如果在初始化HashTable时指定一个nTableSize不是2的整数次方，系统将会自动调整nTableSize的值 <!--EndFragment--> 
  15.   
  16.  ht->nTableMask = ht->nTableSize - 1; 
  17.  ht->pDestructor = pDestructor;//一个函数指针,当HashTable发生增,删,改时调用 
  18.  ht->arBuckets = NULL; 
  19.  ht->pListHead = NULL; 
  20.  ht->pListTail = NULL; 
  21.  ht->nNumOfElements = 0; 
  22.  ht->nNextFreeElement = 0; 
  23.  ht->pInternalPointer = NULL; 
  24.  ht->persistent = persistent;//如果persisient为TRUE，则使用操作系统本身的内存分配函数为Bucket分配内存，否则使用PHP的内存分配函数 
  25.  ht->nApplyCount = 0; 
  26.  ht->bApplyProtection = 1; 
  27.   
  28.  /* Uses ecalloc() so that Bucket* == NULL */ 
  29.  if (persistent) {  //操作系统本身内存分配方式分配内存,calloc分配内存后自动初始化为0 
  30.  tmp = (Bucket **) calloc(ht->nTableSize, sizeof(Bucket *)); 
  31.  if (!tmp) { 
  32.  return FAILURE; 
  33.  } 
  34.  ht->arBuckets = tmp; 
  35.  } else {//用PHP的内存管理机制分配内存 
  36.  tmp = (Bucket **) ecalloc_rel(ht->nTableSize, sizeof(Bucket *)); 
  37.  if (tmp) { 
  38.  ht->arBuckets = tmp; 
  39.  } 
  40.  } 
  41. //自动申请一块内存给arBuckets,该内存大小等于 nTableSize 
  42. return SUCCESS; 
  43. } 

    在读源码的时候 ,经常会看到 EG,PG,CG这样的宏

CG是 compile_global的简写

EG是excutor_global的简写

G就是全局变量的意思

我们就以EG宏为例

 

  1. #ifdef ZTS 
  2. # define EG(v) TSRMG(executor_globals_id, zend_executor_globals *, v) 
  3. #else 
  4. # define EG(v) (executor_globals.v) 
  5. extern ZEND_API zend_executor_globals executor_globals; 
  6. #endif 

 

很简单 只是一个获取全局变量的宏

那么我们看看 zend_executor_globals这个结构体

在/Zend/zend.h里面定义

typedef struct _zend_executor_globals zend_executor_globals;

是一个 _zend_executor_globals的别名

同一个文件里找到它

PHP的所有 局部变量,全局变量,函数,类的 Hash表 都在这里定义了

 

  1. struct _zend_executor_globals { 
  2. zval **return_value_ptr_ptr; 
  3.   
  4. zval uninitialized_zval; 
  5. zval *uninitialized_zval_ptr; 
  6.   
  7. zval error_zval; 
  8. zval *error_zval_ptr; 
  9.   
  10. zend_ptr_stack arg_types_stack; 
  11.   
  12. /* symbol table cache */ 
  13. HashTable *symtable_cache[SYMTABLE_CACHE_SIZE]; 
  14. HashTable **symtable_cache_limit; 
  15. HashTable **symtable_cache_ptr; 
  16.   
  17. zend_op **opline_ptr; 
  18.   
  19. HashTable *active_symbol_table;  //局部变量 
  20. HashTable symbol_table; /* main symbol table */ //全局变量 
  21.   
  22. HashTable included_files; /* files already included */ //include的文件 
  23.   
  24. JMP_BUF *bailout; 
  25.   
  26. int error_reporting; 
  27. int orig_error_reporting; 
  28. int exit_status; 
  29.   
  30. zend_op_array *active_op_array; 
  31.   
  32. HashTable *function_table; /* function symbol table */ //函数表 
  33. HashTable *class_table; /* class table */ //类表 
  34. HashTable *zend_constants; /* constants table */ //常量表 
  35.   
  36. zend_class_entry *scope; 
  37. zend_class_entry *called_scope; /* Scope of the calling class */ 
  38.   
  39. zval *This; 
  40.   
  41. long precision; 
  42.   
  43. int ticks_count; 
  44.   
  45. zend_bool in_execution; 
  46. HashTable *in_autoload; 
  47. zend_function *autoload_func; 
  48. zend_bool full_tables_cleanup; 
  49.   
  50. /* for extended information support */ 
  51. zend_bool no_extensions; 
  52.   
  53. #ifdef ZEND_WIN32 
  54. zend_bool timed_out; 
  55. OSVERSIONINFOEX windows_version_info; 
  56. #endif 
  57.   
  58. HashTable regular_list; 
  59. HashTable persistent_list; 
  60.   
  61. zend_vm_stack argument_stack; 
  62.   
  63. int user_error_handler_error_reporting; 
  64. zval *user_error_handler; 
  65. zval *user_exception_handler; 
  66. zend_stack user_error_handlers_error_reporting; 
  67. zend_ptr_stack user_error_handlers; 
  68. zend_ptr_stack user_exception_handlers; 
  69.   
  70. zend_error_handling_t error_handling; 
  71. zend_class_entry *exception_class; 
  72.   
  73. /* timeout support */ 
  74. int timeout_seconds; 
  75.   
  76. int lambda_count; 
  77.   
  78. HashTable *ini_directives; 
  79. HashTable *modified_ini_directives; 
  80.   
  81. zend_objects_store objects_store; 
  82. zval *exception, *prev_exception; 
  83. zend_op *opline_before_exception; 
  84. zend_op exception_op[3]; 
  85.   
  86. struct _zend_execute_data *current_execute_data; 
  87.   
  88. struct _zend_module_entry *current_module; 
  89.   
  90. zend_property_info std_property_info; 
  91.   
  92. zend_bool active; 
  93.   
  94. void *saved_fpu_cw; 
  95.   
  96. void *reserved[ZEND_MAX_RESERVED_RESOURCES]; 
  97. }; 

 

这里先简单看看,以后用到的时候再细说,

    • PHP里最基本的单元 变量:
      在PHP里 定义一个变量 再简单不过了
      如
  1. <?php 
  2. $a=1; 
  3. ?> 

但是在内核中 它是用一个 zval结构体实现的
如上面定义变量 在内核中则执行了下面这些代码

 

  1. zval *val; 
  2. MAKE_STD_ZVAL(val);  //申请一块内存 
  3. ZVAL_STRING(val,"hello",1);//用ZVAL_STRING设置它的值为 "hello" 
  4. ZEND_SET_SYMBOL(EG(active_symbol_table),"a",val));//将  val指针加入到符号表里面去 

宏 MAKE_STD_ZVAL 定义如下

 

  1. #define MAKE_STD_ZVAL(zv)                                 
  2. ALLOC_ZVAL(zv);   //它归根到底等于 (p) = (type *) emalloc(sizeof(type)) 
  3. INIT_PZVAL(zv); 

INIT_PZVAL定义在

 

  1. #define INIT_PZVAL(z)            看得出它是初始化参数 
  2. (z)->refcount__gc = 1;   
  3. (z)->is_ref__gc = 0; 

那么 zval到底是什么呢
在zend/zend.h里面
typedef struct _zval_struct zval; //原来它是 _zval_struct 的别名
_zval_struct 定义如下

 

  1. typedef union _zvalue_value { 
  2.         long lval;  //保存long类型的数据 
  3.         double dval; //保存 double类型的数据 
  4.         struct { 
  5.                 char *val; //真正的值在这里 
  6.                 int len;   //这里返回长度 
  7.         } str; 
  8.         HashTable *ht; 
  9.         zend_object_value obj; //这是一个对象 
  10. } zvalue_value; 
  11.   
  12. struct _zval_struct { 
  13. zvalue_value value;             //保存的值 
  14. zend_uint refcount__gc;//被引用的次数 如果为1 则只被自己使用如果大于1 则被其他变量以&的形式引用. 
  15. zend_uchar type;       //数据类型 这也是 为什么 PHP是弱类型的原因 
  16. zend_uchar is_ref__gc;  //表示是否为引用 
  17. }; 

如果还是不够清楚..那么我们实战一下..用C来创建一个PHP变量
这里需要一个扩展,PHP如果用C扩展模块 这里就不说了
关键代码

 

  1. PHP_FUNCTION(test_siren){ 
  2.         zval *value; 
  3.         char *s="create a php variable"; 
  4.         value=(zval*)malloc(sizeof(zval)); 
  5.         memset(value,0,sizeof(value)); 
  6.         value->is_ref__gc=0; //非引用变量 
  7.         value->refcount__gc=1;//引用次数 只有自己 
  8.         value->type=IS_STRING;//类型为字符串 
  9.         value->value.str.val=s;//值 
  10.         value->value.str.len=strlen(s);//长度 
  11.         ZEND_SET_SYMBOL(EG(active_symbol_table),"a",value); 
  12. } 

第三行和第四行的作用 与MAKE_STD_ZVAL的作用相同,给value分配内存空间
第5-9行 的作用与ZVAL_STRING的作用相同,
最后一行 是将value创建一个 在PHP里叫$a的变量..并添加到局部Hash表里..
这样 在PHP里

 

  1. <?php 
  2. test_siren(1); 
  3. echo $a; 
  4. ?> 

就会输出 “create a php variable”
OK,
大功告成
注意,我是为了让大家看到PHP内部创建变量的流程 才采用C的形式创建变量,
绝对不推荐大家这样做.
还是一定要用PHP内部的内存管理机制分配并处理内存。

来自：http://blog.51cto.com/imsiren/1128808

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