PHP作為一門簡單而強(qiáng)大的語言，能夠提供很多Web適用的語言特性。從實(shí)踐出發(fā)，繼弱類型變量原理探究后，本文繼續(xù)帶領(lǐng)大家深入理解php內(nèi)核。

 最近，和一個(gè)網(wǎng)友交流的時(shí)候，給我提了一個(gè)非常奇怪的問題。那就是，在一個(gè)運(yùn)算中，加了一個(gè)引用之后，發(fā)現(xiàn)性能慢了一萬倍。在我的腦海里面，引用是一個(gè)非常容易出錯(cuò)的問題，特別是PHP里面的引用，有非常多的陷阱。因?yàn)椋郧皩ｉT研究過這一塊PHP的源代碼，所以，我可以比較清晰的解析引用到底是怎么一回事，希望，讀了我這篇文章，能徹底理解這個(gè)問題。如果，有任何疑問，或者有一些你想了解的問題，可以給我留言。

先來看一段代碼:

class RefferTest
{
 private $data;
 private $testKey;
 function __construct()
 {
  $key = "hello";
  $this->data[$key] = range(0, 10000);
  $this->testKey = $key;
 }
 function reffer($key)
 {
  $reffer = &$this->data[$key];
  return count($reffer);
 }
 function noreffer($key)
 {
  return count($this->data[$key]);
 }
 function test()
 {
  $t1 = microtime(true);
  for ($i = 0; $i < 5000; $i++)
  {
   $this->reffer($this->testKey);
  }
  $t2 = microtime(true) - $t1;
  var_dump("reffer: " . round($t2, 4));
  $t1 = microtime(true);
  for ($i = 0; $i < 5000; $i++)
  {
   $this->noreffer($this->testKey);
  }
  $t2 = microtime(true) - $t1;
  var_dump("noreffer: " . round($t2, 4));
 }
}
$test = new RefferTest();
$test->test();

 如果你完這個(gè)代碼，能說出，為了reffer 和 noreffer會(huì)差一萬倍的性能，那下面的也就沒有必要往下看了。這篇博客針對的是，PHP的新手。你可以運(yùn)行一下這個(gè)代碼試試看，的確差了一萬倍。當(dāng)然，那個(gè)網(wǎng)友遇到的問題的代碼要比上面的復(fù)雜，上面的代碼是我為了說明問題，特意簡化的。或許你已經(jīng)從代碼里面看出問題了，但是，至于為什么會(huì)這樣。我想，還是有必要分析一下。這樣，以后，在使用PHP的時(shí)候，才不會(huì)犯相同的錯(cuò)誤。

PHP為了減少復(fù)制，采用了一種copy on writer的機(jī)制。我想，這是一種非常常見的機(jī)制，你也一定聽說過。比如，gcc 的 stl string 的實(shí)現(xiàn)，就是采用這樣的機(jī)制，字符串賦值，不是真正的復(fù)制，而且，在修改的時(shí)候才會(huì)進(jìn)行復(fù)制。我們先來舉個(gè)最簡單的例子：

 $a = str_repeat("", );
  $b = $a;
  $a[] = "";

$a 是一個(gè)非常大的字符串，如果 $b = $a 的時(shí)候，進(jìn)行復(fù)制，那要耗費(fèi)很多內(nèi)存 和 cpu，這樣非常的不劃算，萬一，下面的代碼并不修改$a 和 $b 那復(fù)制根本沒有必要。當(dāng)然，$a 在后面又被修改了，這個(gè)時(shí)候，必須進(jìn)行復(fù)制了，否則就不符合邏輯了。但是，現(xiàn)在問題來了，怎么知道，$a 在修改的時(shí)候，要進(jìn)行復(fù)制呢，必須要有這樣一個(gè)標(biāo)記。方法就是采用引用計(jì)數(shù)。引用計(jì)數(shù)還被用來進(jìn)行內(nèi)存的管理。

基本的流程是這樣的：

1: 創(chuàng)建一個(gè)變量，可以保存 10000 個(gè) 0 的這樣一個(gè)字符串。

2: 創(chuàng)建一個(gè)變量符號(hào) a ，這個(gè)變量符號(hào)引用 這個(gè)變量。注意，變量符號(hào) 和 變量不是一回事情，這兩者是分離的。

如果從C語言的角度來說，PHP大概完成這樣一件事情：

  char *varname = "a";
  size_t varname_len = strlen(varname);
  zend_hash_add(EG(active_symbol_table), varname, varname_len + , &var, sizeof(zval*), NULL);

active_symbol_table 是PHP的一個(gè)符號(hào)表，所有能訪問到的變量都在這個(gè)里面，他是一個(gè)哈希表。var 這個(gè)變量，保存了 10000 個(gè) 0 這個(gè)字符串。而且是zval的結(jié)構(gòu)，zval的結(jié)構(gòu)如下：

typedef struct _zval_struct {
 zvalue_value value;
 zend_uint refcount;
 zend_uchar type;
 zend_uchar is_ref;
} zval;
typedef union _zvalue_value {
 long lval;
 double dval;
 struct {
  char *val;
  int len;
 } str;
 HashTable *ht;
 zend_object_value obj;
} zvalue_value;

 zvalue_value 是一個(gè)聯(lián)合，可以保存 long， double， 字符串，哈希表（PHP Array），還有就是 對象。也就是所有的PHP的類型。 zval 其實(shí) 就是 對 zvalue_value ，加入了類型type 和 引用is_ref，引用計(jì)數(shù)refcount三個(gè)功能。這就是PHP中的普通變量。要是用PHP做比較大型的東西，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，內(nèi)存占用非常厲害。就是因?yàn)?，他一個(gè)變量 不是 傳統(tǒng)C語言的那個(gè)變量了，它加了很多東西。

好了，第一句完成了，下面是第二句。第二句很簡單，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的變量符號(hào)b，把他加入 active_symbol_table ，但是不會(huì)增加新的一個(gè)變量，而只是，refcount++。賦值就完成了。如圖：

首先我們要注意的是，a ，b 只是一個(gè)符號(hào)，他是active_symbol_table 表里面的一個(gè)key，都有一個(gè)指針指向一個(gè)zval，所以，a 和b 在 C語言層面上是完全一致的。我們就得出PHP變量第一定律：

PHP變量第一定律：如果兩個(gè)變量指向同一個(gè)zval，那么這兩個(gè)變量是無差別的。也就是說，任何對a 的操作 相對b 都是對稱的。這里的對稱，是這樣理解的。就是鏡子中的你，而不是等同。比如，對 a 進(jìn)行 賦值，a 就會(huì)產(chǎn)生 copy。同樣的，如果對b進(jìn)行賦值，也會(huì)進(jìn)行相同的操作，那就是b產(chǎn)生一個(gè)copy。也就是說，a 和b的行為是一樣的。

第三句，當(dāng)writer發(fā)生的時(shí)候，PHP會(huì)判斷一下refcount 是否大于2，如果大于2，那么就復(fù)制一下zval，然后，把原來那個(gè)zval refcount--。這就是copy on writer 的全部了，你一定覺得，這一切你都是非常的熟悉，你都懂。

但是，PHP不僅僅是copy on writer 這樣簡單，它還有一個(gè)引用的問題。引入引用的概念，這樣，問題就變的有些復(fù)雜了。因?yàn)?，引用這個(gè)標(biāo)記，意思就是說，writer 的時(shí)候，你也不需要復(fù)制。這樣，會(huì)修改原來的那個(gè)變量。從我們在學(xué)校里面以前經(jīng)常學(xué)習(xí)的哲學(xué)上來說，這是一對矛盾。他們是對立的，又是統(tǒng)一的，各有各的用處。所謂，存在的就是合理的。

好，下面我們來看看這對矛盾，我們只考慮兩種組合的情況。多種組合都是類似的。兩種組合的話，就是賦值在前，引用在后。

或者  引用在前，賦值在后。我們會(huì)分別討論，先來看：就是賦值在前，引用在后的情況。

  $a = ;
   $b = $a;
   $c = &$a;

$b = $a, 是copy on writer 行為的 賦值。而 $c 和 $a 是引用賦值。我們假設(shè)在上面這樣的情況下，我們可以用一個(gè)zval表示，也就是不需要復(fù)制，那么情況是這樣的：

根據(jù)我們的PHP變量第一定律，那，就是說，a，b，c的操作是對稱的，但是非常明顯，對 b 操作要產(chǎn)生復(fù)制行為，而對a操作不會(huì)產(chǎn)生復(fù)制，操作行為不相同，和第一定律矛盾。也就是說，要使得上面的操作沒有矛盾，必須，進(jìn)行分離。分離的原則就是，誰制造矛盾，誰復(fù)制。顯然是 第三句話，$c = &$a; 在制造矛盾。所以，內(nèi)部變量的復(fù)制過程如下圖：

上面情況是賦值在前，引用在后的情況。還有一種情況是，引用在前賦值在后：

 $a = ;
   $b = &$a;
   $c = $a;

按照PHP變量的第一定律，a，b，c 必須進(jìn)行分離，才能保證定律的正確?？梢园l(fā)現(xiàn)，b 和 a 明顯是一伙人，就是說，b 和 a 的操作是對稱的，他們可以指向同一個(gè)zval ，而c 的行為和 a，b 不一樣，改變c 需要進(jìn)行復(fù)制。看到這里，我想，如果你看懂了的話，為什么剛開始，貼出來的那段代碼的，那個(gè)兩個(gè)count差異如此之大，你也應(yīng)該明白了。當(dāng)我和那個(gè)網(wǎng)友討論的時(shí)候，它最后說，那這樣的話，PHP設(shè)計(jì)的不好，我完全可以，$c先不進(jìn)行復(fù)制，等c被write 了，再進(jìn)行復(fù)制?？磥硪f懂一個(gè)東西，還是一件很難的事情，好好想想那個(gè)PHP第一定律吧。你可以假設(shè)不進(jìn)行分離，c指向同一個(gè)zval，所以，c 和 a，b的行為是一樣的，是is_ref = 1，所以，c 不會(huì)進(jìn)行復(fù)制。最后一種內(nèi)部執(zhí)行情況可以用下圖表示：

我以前也進(jìn)行搞混這個(gè)引用，現(xiàn)在，你可以用那個(gè)第一定律來分析所有的情況了。PHP內(nèi)核分析的文章，以后我還會(huì)寫一些，如果你想深入了解PHP的某些方面，可以給我留言。

最后再補(bǔ)充一點(diǎn)，也是一個(gè)隱性的錯(cuò)誤。

function count_bigarray()
{
 global $bigarray;
 return count($bigarray);
}

這里，沒有顯示的引用，但是這里隱藏了一個(gè)引用。PHP會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)引用全局變量 $bigarray 的代碼，如果你在這里使用count，那么這個(gè)效率會(huì)非常的慢。最好直接通過$GLOBAL 數(shù)組進(jìn)行引用。

下面文章將給大家介紹深入理解php內(nèi)核二之SAPI探究，希望大家繼續(xù)關(guān)注哦。

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