解析PHP8底层内核源码-数组(二)

本篇文章给大家介绍《解析PHP8底层内核源码-数组(二)》。有一定的参考价值,有需要的朋友可以参考一下,希望对大家有所帮助。

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zend_array 在 PHP中 被分为两种

1.packed array
2.hash array

在上文中 补齐了zend_array的 所有值的 注释

其实源码里顺序和我上面的稍微不一样 我觉得我上面的顺序理解起来更合理

//源码里的代码
typedef struct _zend_array HashTable;
struct _zend_array {
zend_refcounted_h gc;
union {
struct {
ZEND_ENDIAN_LOHI_4(
zend_uchar    flags,
zend_uchar    _unused,
zend_uchar    nIteratorsCount,
zend_uchar    _unused2)
} v;
uint32_t flags;
} u;
uint32_t          nTableMask;
Bucket           *arData;
uint32_t          nNumUsed;
uint32_t          nNumOfElements;
uint32_t          nTableSize;
uint32_t          nInternalPointer;
zend_long         nNextFreeElement;
dtor_func_t       pDestructor;
};
//我调换下顺序后的代码
struct _zend_array {
zend_refcounted_h gc;
///  gc  占用8个字节 用于引用计数和  字符串类型的记录
union {
struct {
ZEND_ENDIAN_LOHI_4(
zend_uchar    flags,
// flags   8位的无符号字符, 最大值为255   标记HashTable用 PHP8 中有6个值
zend_uchar    _unused,
zend_uchar    nIteratorsCount,
//迭代器计数。foreach语句会在全局变量EG中创建一个迭代器,
//迭代器包含正在遍历的HashTable和游标信息。
//nIteratorsCount记录了当前runtime正在迭代当前HashTable的迭代器的数量。
zend_uchar    _unused2)
} v;
//这里有点不一样 看陈雷大佬书中 v结构体还包括 u.v.nApplyCount和u.v.consistency
uint32_t flags;
//
} u;
// u是是一个联合体。占用4个字节。
//可以存储一个uint32_t类型的flags,也可以存储由4个unsigned char组成的结构体v,
//这里的宏ZEND_ENDIAN_LOHI_4是为了兼容不同操作系统的大小端,可以忽略。
Bucket           *arData;
//HashTable中存储数据的单元的指针。
//  用来存储key和value以及辅助信息的容器。
uint32_t          nTableSize;
//    HashTable的大小。表示arData指向的bucket数组的大小,即所有bucket的数量。
//该字段取值始终是2n,最小值是8,最大值在64位系统中是0x80000000(2的31次幂)。
uint32_t          nNumUsed;
//指所有已使用bucket的数量,包括有效bucket和无效bucket的数量
uint32_t          nNumOfElements;
//有效bucket的数量。该值总是小于或等于nNumUsed
uint32_t          nTableMask;
//索引大小。一般值为  -nTableSize。
uint32_t          nInternalPointer;
//全局默认游标。reset/key/current/next/prev等宏 和操作都会用到
zend_long         nNextFreeElement;
//下一个插入的元素的key的下标
//比如  当$a[] = 1  nNextFreeElement =1
dtor_func_t       pDestructor;
//指向一个函数   typedef void (*dtor_func_t)(zval *pDest);
//可以看出是pDest是zval结构指针二级指针,
//为什么会是二级指针,因为c语言函数传递都是值传递,要改变指针值只能将指针地址传入
//当bucket元素被更新或者被删除时,会对bucket的value调用该函数,
//如果value是引用计数的类型,那么会对value引用计数减1,进而引发可能的gc。
};

用understand 工具 生成的成员变量图如下

a317a7c85039eaa71b631843243c48f.png

展开全部后 如下

ccedeb0624ff54c5bd55d47402e8486.png

zend_array 结构体 member

可以看出 其实核心就是 z_val +zend_string +zend_refcounted_h+Bucket 层层相扣

其中 Bucket 存储数组的 关键信息

typedef struct _Bucket {
zval              val;   //数组的值 ( 复习下 zval只有16个字节)
zend_ulong         h;     // key的 h  值
zend_string      *key;      //当数组为 hash_array时候 会用到 也就是 key的值
} Bucket;

不管 数组类型是 packed_array 还是hash_array 最终都会存储在 Bucket中

当 key全是数字key 并且 key按插入顺序递增的时候 数组类型为packed_array

packed array的特性

  1. 不需要索引数组
  2. 用不到 key
  3. 不带key的 数组h 值 直接等于bucket中空间的排序值 从0开始
  4. key-value对的数组 h 值 等于 key的内容

其中第三条和第四条你可以理解为PHP中数组如果不写key 那么就默认key就从0开始依次排序

$a =array(1,2,3);  // packed array
$b =array(1=>'a',3=>'b',5=>'c'); //packed array
解析PHP8底层内核源码-数组(二)插图(2)
a3284aacb9306b8409bed403ff34b1f.png

bucket 数组前 会有索引数组

当为packed array 时 索引数组得大小一直为 2 因为用不到它

上面当 $a 对应的 zend_array里的内容为

解析PHP8底层内核源码-数组(二)插图(4)
6c7a9070f190640b7f3deeaa5b2d435.png
$a 的zend_array

nTableSize; 表示arData指向的bucket数组的大小,即所有bucket的数量。=数组的总大小

nNumUsed; 指所有已使用bucket的数量,包括有效bucket和无效bucket的数量

bucket会有三种状态 有效 无效 已使用

nNumOfElements; 有效bucket的数量。

所以 nNumOfElements+nNumUsed =nTableSize

nTableMask; 索引大小。 因为 packed array 没有用到索引 所以永远为-2

nNextFreeElement; 下一个插入的元素的key的下标

packed array 利用了bucket数组的连续性特点,对于某些只有数字key的场景进行的优化。由于不再需要索引数组,从内存空间上节省了(nTableSize-2 )* sizeof(uint32_t) 个字节。另外,由于存取bucket是直接操作bucket数组,在性能上也有所提升。

如果 未满足 packed array 的条件 在PHP中 数组用 hash_array表示

所有 key 值不是数字的都用hash_array 表示

$c =array('x'=>1,'y'=>2,'z'=>3,'a'=>0);

上面的$c 会被用 hash_array 表示

bucket如下

解析PHP8底层内核源码-数组(二)插图(6)
c19b442e0fa34a29e6aca427cc642df.png
$c 的 bucket

zend_array如下

解析PHP8底层内核源码-数组(二)插图(8)
bf76eea67ab3297365714296b1fb443.png
$c 的 zend_array

nTableSize; 表示arData指向的bucket数组的大小,即所有bucket的数量。=8

nNumUsed; 指所有已使用bucket的数量,包括有效bucket和无效bucket的数量=4

bucket会有三种状态 有效 无效 已使用

nNumOfElements; 有效bucket的数量。=4

所以 nNumOfElements+nNumUsed =nTableSize

nTableMask; 索引大小。 -8

nNextFreeElement; 下一个插入的元素的key的下标 hash_array 用不到 永远为0

▏本文经原作者PHP崔雪峰同意,发布在811轩轩资源网,原文地址:https://zhuanlan.zhihu.com/p/358354087

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