1.php變量的實現
變量名 zval ，變量值 zend_value,php7的變量內存管理的引用計數 在zend_value結構上，變量的操做也都是zend_value實現的。
//zend_types.h typedef struct _zval_struct zval; typedef union _zend_value { zend_long lval; //int整形 double dval; //浮點型 zend_refcounted *counted; zend_string *str; //string字符串 zend_array *arr; //array數組 zend_object *obj; //object對象 zend_resource *res; //resource資源類型 zend_reference *ref; //引用類型，經過&$var_name定義的 zend_ast_ref *ast; //下面幾個都是內核使用的value zval *zv; void *ptr; zend_class_entry *ce; zend_function *func; struct { uint32_t w1; uint32_t w2; } ww; } zend_value; struct _zval_struct { zend_value value; //變量實際的value union { struct { ZEND_ENDIAN_LOHI_4( //這個是爲了兼容大小字節序，小字節序就是下面的順序，大字節序則下面4個順序翻轉 zend_uchar type, //變量類型 zend_uchar type_flags, //類型掩碼，不一樣的類型會有不一樣的幾種屬性，內存管理會用到 zend_uchar const_flags, zend_uchar reserved) //call info，zend執行流程會用到 } v; uint32_t type_info; //上面4個值的組合值，能夠直接根據type_info取到4個對應位置的值 } u1; union { uint32_t var_flags; uint32_t next; //哈希表中解決哈希衝突時用到 uint32_t cache_slot; /* literal cache slot */ uint32_t lineno; /* line number (for ast nodes) */ uint32_t num_args; /* arguments number for EX(This) */ uint32_t fe_pos; /* foreach position */ uint32_t fe_iter_idx; /* foreach iterator index */ } u2; //一些輔助值 };
zval結構比較簡單，內嵌一個union類型的zend_value保存具體變量類型的值或指針，zval中還有兩個union：u1、u2:php
u1： 它的意義比較直觀，變量的類型就經過u1.v.type區分，另一個值type_flags爲類型掩碼，在變量的內存管理、gc機制中會用到，第三部分會詳細分析，至於後面兩個const_flags、reserved暫且無論 node
u2： 這個值純粹是個輔助值，假如zval只有:value、u1兩個值，整個zval的大小也會對齊到16byte，既然無論有沒有u2大小都是16byte，把多餘的4byte拿出來用於一些特殊用途仍是很划算的，好比next在哈希表解決哈希衝突時會用到，還有fe_pos在foreach會用到......express
從zend_value能夠看出，除long、double類型直接存儲值外，其它類型都爲指針，指向各自的結構。數組
zval.u1.type類型安全
/* regular data types */ #define IS_UNDEF 0 #define IS_NULL 1 #define IS_FALSE 2 #define IS_TRUE 3 #define IS_LONG 4 #define IS_DOUBLE 5 #define IS_STRING 6 #define IS_ARRAY 7 #define IS_OBJECT 8 #define IS_RESOURCE 9 #define IS_REFERENCE 10 /* constant expressions */ #define IS_CONSTANT 11 #define IS_CONSTANT_AST 12 /* fake types */ #define _IS_BOOL 13 #define IS_CALLABLE 14 /* internal types */ #define IS_INDIRECT 15 #define IS_PTR 17
簡單的類型是true、false、long、double、null，其中true、false、null沒有value，直接根據type區分，而long、double的值則直接存在value中php7
字符串結構數據結構
struct _zend_string { zend_refcounted_h gc; zend_ulong h; /* hash value */ size_t len; char val[1]; };
- gc： 變量引用信息，好比當前value的引用數，全部用到引用計數的變量類型都會有這個結構，3.1節會詳細分析
- h： 哈希值，數組中計算索引時會用到
- len： 字符串長度，經過這個值保證二進制安全
- val： 字符串內容，分配時按len長度申請內存
字符串分類：tcp
IS_STR_PERSISTENT(經過malloc分配的)函數
IS_STR_INTERNED(php代碼裏寫的一些字面量，好比函數名、變量值)ui
IS_STR_PERMANENT(永久值，生命週期大於request)
IS_STR_CONSTANT(常量)
IS_STR_CONSTANT_UNQUALIFIED
數組結構 php數組的底層結構是hashTabe (php內核的函數 類 文件索引表 全局符號表頁都是用hash結構實現的)
hash結構根據hash碼進行訪問的key-value數據結構，根據key映射函數直接索引到value，採用直接尋址直接映射key到內存地址，查找的指望時間O(1)
typedef struct _zend_array HashTable; struct _zend_array { zend_refcounted_h gc; //引用計數信息，與字符串相同 union { struct { ZEND_ENDIAN_LOHI_4( zend_uchar flags, zend_uchar nApplyCount, zend_uchar nIteratorsCount, zend_uchar reserve) } v; uint32_t flags; } u; uint32_t nTableMask; //計算bucket索引時的掩碼 Bucket *arData; //bucket數組 uint32_t nNumUsed; //已用bucket數 uint32_t nNumOfElements; //已有元素數，nNumOfElements <= nNumUsed，由於刪除的並非直接從arData中移除 uint32_t nTableSize; //數組的大小，爲2^n uint32_t nInternalPointer; //數值索引 zend_long nNextFreeElement; dtor_func_t pDestructor; };
arData指向存儲元素數組的第一個Bucket，插入元素時按順序 依次插入 數組，好比第一個元素在arData[0]、第二個在arData[1]...arData[nNumUsed]。PHP數組的有序性正是經過arData保證的，arData並非按key映射的散列表,列表在ht->arData內存以前，分配內存時這個散列表與Bucket數組一塊兒分配,arData向後移動到了Bucket數組的起始位置，並非申請內存的起始位置，這樣散列表能夠由arData指針向前移動訪問到，即arData[-1]、arData[-2]、arData[-3]......散列表的結構是uint32_t，它保存的是value在Bucket數組中的位置。
hash碰撞 不一樣的key可能計算獲得相同的哈希值(數值索引的哈希值直接就是數值自己)，可是這些值又須要插入同一個散列表。通常解決方法是將Bucket串成鏈表，查找時遍歷鏈表比較key。
數組擴容 容量不夠時檢查 刪除元素的比例，達到一個閾值時重建索引，沒有達到時直接擴容爲當前大小的兩倍，複製bucket到新的內存空間重建索引
重建散列表 當刪除元素達到必定數量或擴容後都須要重建散列表，由於value在Bucket位置移動了或哈希數組nTableSize變化了致使key與value的映射關係改變，重建過程實際就是遍歷Bucket數組中的value，而後從新計算映射值更新到散列表。
hash元素刪除 一個元素從哈希表刪除時並不會將對應的Bucket移除，而是將Bucket存儲的zval修改成IS_UNDEF，只有擴容時發現nNumOfElements與nNumUsed相差達到必定數量(這個數量是:ht->nNumUsed - ht->nNumOfElements > (ht->nNumOfElements >> 5))時纔會將已刪除的元素所有移除，從新構建哈希表 。
對象/資源結構
struct _zend_object { zend_refcounted_h gc; uint32_t handle; zend_class_entry *ce; //對象對應的class類 const zend_object_handlers *handlers; HashTable *properties; //對象屬性哈希表 zval properties_table[1]; }; struct _zend_resource { zend_refcounted_h gc; int handle; int type; void *ptr; };
對象比較常見，資源指的是tcp鏈接、文件句柄等等類型，這種類型比較靈活，能夠隨意定義struct，經過ptr指向。
引用類型結構
struct _zend_reference { zend_refcounted_h gc; zval val; };
引用是PHP中比較特殊的一種類型，它實際是指向另一個PHP變量，對它的修改會直接改動實際指向的zval，能夠簡單的理解爲C中的指針，可是PHP中的 引用只可能有一層 ，不會出現一個引用指向另一個引用的狀況 ，也就是沒有C語言中指針的指針的概念。
2.內存管理
引用計數 使用的是refcount字段，變量複製和函數傳參的時候直接refcount++，銷燬變量refcount--,refcount=0銷燬變量。
簡單的標量數據類型不會用到引用計數直接是硬拷貝，只有value是指針的數據類型使用引用計數。
字符串的內部字符串類型不會用到引用計數，函數名 類名 靜態字符串 變量名等字面量都是這種數據類型
寫時複製
引用計數以後，若是其中一個變量試圖更改value的內容則會從新拷貝一份value修改，同時斷開舊的指向。
變量回收 主動銷燬(unset)、自動銷燬（）
PHP變量的回收是根據refcount實現的，當unset、return時會將變量的引用計數減掉，若是refcount減到0則直接釋放value，這是變量的簡單gc過程，可是實際過程當中array、object兩種類型中出現gc沒法回收致使內存泄漏的bug。
當銷燬一個變量時，若是發現減掉refcount後仍然大於0，且類型是IS_ARRAY、IS_OBJECT則將此value放入gc可能垃圾雙向鏈表(緩衝buffer)中，等這個鏈表達到必定數量(10000個值)後啓動檢查程序將全部變量檢查一遍，若是肯定是垃圾則銷燬釋放。
遍歷 buffer鏈表，把value標記 灰色-》 深度遍歷value成員 refcount-- 標記灰色 -》 再次遍歷buffer鏈表檢查value的refcount是不是0 -》 是0表示是垃圾標記爲白色，不是0表示不是垃圾 -》深度遍歷不是0的value把全部成員變量的refcount++標記爲黑色 -〉遍歷buffer把白色的幾點刪除 清除這些垃圾