深刻理解PHP之isset和array_key_exists對比
一、概述
常常使用isset判斷變量或數組中的鍵是否存在, 可是數組中可使用array_key_exists這個函數, 那麼這兩個誰最優呢?php
官方文檔對二者的定義node
| - | 分類 | 描述 | 文檔 |
|---|---|---|---|
| isset | 語言構造器 | 檢測變量是否已設置而且非 NULL | http://php.net/manual/zh/function.isset.php |
| array_key_exists | 函數 | 檢查數組裏是否有指定的鍵名或索引 | http://php.net/manual/zh/function.array-key-exists.php |
isset()對於數組中爲 NULL 的值不會返回 TRUE，而array_key_exists()會。
array_key_exists()僅僅搜索第一維的鍵。 多維數組裏嵌套的鍵不會被搜索到。
要檢查對象是否有某個屬性，應該去用property_exists()。
二、測試
2.1 測試環境
| OS | PHP | PHPUnit |
|---|---|---|
| MacOS 10.13.6 | PHP 7.2.7 (cli) | PHPUnit 6.5.7 |
2.2 單元測試
class issetTest extends \PHPUnit\Framework\TestCase
{
/**
* @dataProvider dataArr
*/
public function testName($arr)
{
$this->assertTrue(isset($arr['name']));
$this->assertFalse(isset($arr['age']));
$this->assertTrue(isset($arr['sex']));
$this->assertTrue(array_key_exists('name', $arr));
$this->assertTrue(array_key_exists('age', $arr));
$this->assertTrue(array_key_exists('sex', $arr));
$this->assertFalse(empty($arr['name']));
$this->assertTrue(empty($arr['age']));
$this->assertTrue(empty($arr['sex']));
}
public function dataArr()
{
return [
[
['name' => 123, 'age' => null, 'sex' => 0]
]
];
}
}
/*
PHPUnit 6.5.7 by Sebastian Bergmann and contributors.
. 1 / 1 (100%)
Time: 113 ms, Memory: 8.00MB
OK (1 test, 9 assertions)
*/
2.3 性能-執行時間
如上, php cli環境下, 執行10000000次, 測試代碼和執行時間以下:laravel
<?php
$arr = [
'name' => 123,
'age' => null
];
$max = 10000000;
testFunc($arr, 'name', $max);
testFunc($arr, 'age', $max);
function testFunc($arr, $key, $max = 1000)
{
echo '`$arr[\'', $key, '\']` | - | -', PHP_EOL;
$startTime = microtime(true);
for ($i = 0; $i <= $max; $i++) {
isset($arr[$key]);
}
echo '^ | isset | ', microtime(true) - $startTime, PHP_EOL;
$startTime = microtime(true);
for ($i = 0; $i <= $max; $i++) {
array_key_exists($key, $arr);
}
echo '^ | array_key_exists | ', microtime(true) - $startTime, PHP_EOL;
$startTime = microtime(true);
for ($i = 0; $i <= $max; $i++) {
isset($arr[$key]) || array_key_exists($key, $arr);
}
echo '^ | isset or array_key_exists | ', microtime(true) - $startTime, PHP_EOL;
}
PHP 5.6
-|函數|執行時間(s)
$arr['name'] |
- | - |
| ^ | isset | 0.64719796180725 |
| ^ | array_key_exists | 2.5713651180267 |
| ^ | isset or array_key_exists | 1.1359150409698 |
$arr['age'] |
- | - |
| ^ | isset | 0.53988218307495 |
| ^ | array_key_exists | 2.7240340709686 |
| ^ | isset or array_key_exists | 2.9613540172577 |
PHP 7.2.4
-|函數|執行時間(s)
$arr['name'] |
- | - |
| ^ | isset | 0.24308800697327 |
| ^ | array_key_exists | 0.3645191192627 |
| ^ | isset or array_key_exists | 0.28933310508728 |
$arr['age'] |
- | - |
| ^ | isset | 0.23279714584351 |
| ^ | array_key_exists | 0.33850502967834 |
| ^ | isset or array_key_exists | 0.54935812950134 |
2.4 性能-使用VLD查看opcode
/usr/local/Cellar/php/7.2.7/bin/php -d vld.active=1 -dvld.verbosity=3 vld.php
| 描述 | isset | array_key_exists |
|---|---|---|
| code | $arr = ['name' => 'li']; isset($arr['name']); |
$arr = ['name' => 'li']; array_key_exists('name', $arr); |
| -dvld.active=1 |  |
 |
| -dvld.verbosity=3 |  |
 |
三、源碼
3.1 isset 源碼分析
Zend/zend_language_scanner.l (Scanning階段)
Scanning階段，程序會掃描zend_language_scanner.l文件將代碼文件轉換成語言片斷。git
<ST_IN_SCRIPTING>"isset" {
RETURN_TOKEN(T_ISSET);
}
可見 isset 生成對應的token爲 T_ISSETgithub
3.1.2 Zend/zend_language_parser.y (Parsing階段)
當執行PHP源碼，會先進行語法分析，isset的yacc以下：
接下來就到了Parsing階段，這個階段，程序將 T_ISSET 等Tokens轉換成有意義的表達式，此時會作語法分析，Tokens的yacc保存在zend_language_parser.y文件中。isset的yacc以下(T_ISSET)：express
internal_functions_in_yacc:
T_ISSET '(' isset_variables ')' { $$ = $3; }
| T_EMPTY '(' expr ')' { $$ = zend_ast_create(ZEND_AST_EMPTY, $3); }
| T_INCLUDE expr
{ $$ = zend_ast_create_ex(ZEND_AST_INCLUDE_OR_EVAL, ZEND_INCLUDE, $2); }
| T_INCLUDE_ONCE expr
{ $$ = zend_ast_create_ex(ZEND_AST_INCLUDE_OR_EVAL, ZEND_INCLUDE_ONCE, $2); }
| T_EVAL '(' expr ')'
{ $$ = zend_ast_create_ex(ZEND_AST_INCLUDE_OR_EVAL, ZEND_EVAL, $3); }
| T_REQUIRE expr
{ $$ = zend_ast_create_ex(ZEND_AST_INCLUDE_OR_EVAL, ZEND_REQUIRE, $2); }
| T_REQUIRE_ONCE expr
{ $$ = zend_ast_create_ex(ZEND_AST_INCLUDE_OR_EVAL, ZEND_REQUIRE_ONCE, $2); }
;
isset_variables:
isset_variable { $$ = $1; }
| isset_variables ',' isset_variable
{ $$ = zend_ast_create(ZEND_AST_AND, $1, $3); }
;
isset_variable:
expr { $$ = zend_ast_create(ZEND_AST_ISSET, $1); }
;
%%
/* Zend/zend_ast.c */
# zend_ast_export_ex
case ZEND_AST_EMPTY:
FUNC_OP("empty");
case ZEND_AST_ISSET:
FUNC_OP("isset");
最終執行了zend_ast_create(ZEND_AST_ISSET, $1);數組
咱們知道, PHP7開始, 語法解析過程的產物保存於CG(AST)，接着zend引擎會把AST進一步編譯爲 zend_op_array ，它是編譯階段最終的產物，也是執行階段的輸入php7
3.1.3 Zend/zend_compile.c(將表達式編譯成opcodes)
將表達式編譯成opcodes，可見isset對應的opcodes爲ZEND_AST_ISSET。打開zend_compile.c文件ide
# void zend_compile_expr(znode *result, zend_ast *ast) /* {{{ */
case ZEND_AST_ISSET:
case ZEND_AST_EMPTY:
zend_compile_isset_or_empty(result, ast);
return;
最終執行了zend_compile_isset_or_empty函數，在源碼目錄中查找, 能夠發現，此函數也在 zend_compile.c 文件中定義。函數
void zend_compile_isset_or_empty(znode *result, zend_ast *ast) /* {{{ */
{
zend_ast *var_ast = ast->child[0];
znode var_node;
zend_op *opline = NULL;
ZEND_ASSERT(ast->kind == ZEND_AST_ISSET || ast->kind == ZEND_AST_EMPTY);
if (!zend_is_variable(var_ast) || zend_is_call(var_ast)) {
if (ast->kind == ZEND_AST_EMPTY) {
/* empty(expr) can be transformed to !expr */
zend_ast *not_ast = zend_ast_create_ex(ZEND_AST_UNARY_OP, ZEND_BOOL_NOT, var_ast);
zend_compile_expr(result, not_ast);
return;
} else {
zend_error_noreturn(E_COMPILE_ERROR,
"Cannot use isset() on the result of an expression "
"(you can use \"null !== expression\" instead)");
}
}
switch (var_ast->kind) {
case ZEND_AST_VAR:
if (is_this_fetch(var_ast)) {
opline = zend_emit_op(result, ZEND_ISSET_ISEMPTY_THIS, NULL, NULL);
} else if (zend_try_compile_cv(&var_node, var_ast) == SUCCESS) {
opline = zend_emit_op(result, ZEND_ISSET_ISEMPTY_VAR, &var_node, NULL);
opline->extended_value = ZEND_FETCH_LOCAL | ZEND_QUICK_SET;
} else {
opline = zend_compile_simple_var_no_cv(result, var_ast, BP_VAR_IS, 0);
opline->opcode = ZEND_ISSET_ISEMPTY_VAR;
}
break;
case ZEND_AST_DIM:
opline = zend_compile_dim_common(result, var_ast, BP_VAR_IS);
opline->opcode = ZEND_ISSET_ISEMPTY_DIM_OBJ;
break;
case ZEND_AST_PROP:
opline = zend_compile_prop_common(result, var_ast, BP_VAR_IS);
opline->opcode = ZEND_ISSET_ISEMPTY_PROP_OBJ;
break;
case ZEND_AST_STATIC_PROP:
opline = zend_compile_static_prop_common(result, var_ast, BP_VAR_IS, 0);
opline->opcode = ZEND_ISSET_ISEMPTY_STATIC_PROP;
break;
EMPTY_SWITCH_DEFAULT_CASE()
}
result->op_type = opline->result_type = IS_TMP_VAR;
opline->extended_value |= ast->kind == ZEND_AST_ISSET ? ZEND_ISSET : ZEND_ISEMPTY;
}
/* }}} */
從這個函數最後一行能夠看出，最終執行的仍是ZEND_ISSET, 根據不一樣的用法會使用不一樣的opcode處理, 此處以ZEND_ISSET_ISEMPTY_DIM_OBJ爲例。
3.1.4 Zend/zend_vm_execute.h (執行opcodes)
opcode 對應處理函數的命名規律：
ZEND_[opcode]_SPEC_(變量類型1)_(變量類型2)_HANDLER
變量類型1和變量類型2是可選的，若是同時存在，那就是左值和右值，概括有下幾類： VAR TMP CV UNUSED CONST 這樣能夠根據相關的執行場景來斷定。
zend_vm_execute.h: ZEND_ISSET_ISEMPTY_DIM_OBJ_SPEC_CONST_CONST_HANDLER, zend_vm_execute.h: ZEND_ISSET_ISEMPTY_DIM_OBJ_SPEC_CONST_TMPVAR_HANDLER, zend_vm_execute.h: ZEND_ISSET_ISEMPTY_DIM_OBJ_SPEC_CONST_CV_HANDLER, zend_vm_execute.h: ZEND_ISSET_ISEMPTY_DIM_OBJ_SPEC_TMPVAR_CONST_HANDLER, zend_vm_execute.h: ZEND_ISSET_ISEMPTY_DIM_OBJ_SPEC_TMPVAR_TMPVAR_HANDLER, zend_vm_execute.h: ZEND_ISSET_ISEMPTY_DIM_OBJ_SPEC_TMPVAR_CV_HANDLER, zend_vm_execute.h: ZEND_ISSET_ISEMPTY_DIM_OBJ_SPEC_TMPVAR_CONST_HANDLER, zend_vm_execute.h: ZEND_ISSET_ISEMPTY_DIM_OBJ_SPEC_TMPVAR_TMPVAR_HANDLER, zend_vm_execute.h: ZEND_ISSET_ISEMPTY_DIM_OBJ_SPEC_TMPVAR_CV_HANDLER, zend_vm_execute.h: ZEND_ISSET_ISEMPTY_DIM_OBJ_SPEC_CV_CONST_HANDLER, zend_vm_execute.h: ZEND_ISSET_ISEMPTY_DIM_OBJ_SPEC_CV_TMPVAR_HANDLER, zend_vm_execute.h: ZEND_ISSET_ISEMPTY_DIM_OBJ_SPEC_CV_CV_HANDLER,
咱們看下 ZEND_ISSET_ISEMPTY_DIM_OBJ_SPEC_CV_CV_HANDLER 這個處理函數
if (opline->extended_value & ZEND_ISSET) {
/* > IS_NULL means not IS_UNDEF and not IS_NULL */
result = value != NULL && Z_TYPE_P(value) > IS_NULL &&
(!Z_ISREF_P(value) || Z_TYPE_P(Z_REFVAL_P(value)) != IS_NULL);
} else /* if (opline->extended_value & ZEND_ISEMPTY) */ {
result = (value == NULL || !i_zend_is_true(value));
}
上面的 if ... else 就是判斷是isset，仍是empty，而後作不一樣處理，Z_TYPE_P, i_zend_is_true 不一樣判斷。
可見，isset的最終實現是經過 Z_TYPE_P 獲取變量類型，而後再進行判斷的。
函數的完整定義請查看Zend/zend_vm_execute.h，如下是 i_zend_is_true 和 Z_TYPE_P的定義：
3.2 array_key_exists 源碼分析
3.2.1 ext/standard/array.c (數組擴展中實現)
array_key_exists是php內置函數，經過擴展方式實現的。打開php源碼，ext/standard/目錄下
// ➜ standard git:(master) ✗ grep -r 'PHP_FUNCTION(array_key_exists)' * array.c: PHP_FUNCTION(array_key_exists) php_array.h: PHP_FUNCTION(array_key_exists);
具體實現以下：
/* {{{ proto bool array_key_exists(mixed key, array search)
Checks if the given key or index exists in the array */
PHP_FUNCTION(array_key_exists)
{
zval *key; /* key to check for */
HashTable *array; /* array to check in */
#ifndef FAST_ZPP
if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS(), "zH", &key, &array) == FAILURE) {
return;
}
#else
ZEND_PARSE_PARAMETERS_START(2, 2)
Z_PARAM_ZVAL(key)
Z_PARAM_ARRAY_OR_OBJECT_HT(array)
ZEND_PARSE_PARAMETERS_END();
#endif
switch (Z_TYPE_P(key)) {
case IS_STRING:
if (zend_symtable_exists_ind(array, Z_STR_P(key))) {
RETURN_TRUE;
}
RETURN_FALSE;
case IS_LONG:
if (zend_hash_index_exists(array, Z_LVAL_P(key))) {
RETURN_TRUE;
}
RETURN_FALSE;
case IS_NULL:
if (zend_hash_exists_ind(array, ZSTR_EMPTY_ALLOC())) {
RETURN_TRUE;
}
RETURN_FALSE;
default:
php_error_docref(NULL, E_WARNING, "The first argument should be either a string or an integer");
RETURN_FALSE;
}
}
/* }}} */
能夠看到, 是經過 Z_TYPE_P 宏獲取變量類型, 經過 zend_hash 相關函數判斷 key 是否存在。以key爲字符串爲例，在Zend/zend_hash.h追蹤具體實現：
3.2.2 Zend/zend_hash.h
ZEND_API zval* ZEND_FASTCALL zend_hash_find(const HashTable *ht, zend_string *key);
...
static zend_always_inline int zend_symtable_exists_ind(HashTable *ht, zend_string *key)
{
zend_ulong idx;
if (ZEND_HANDLE_NUMERIC(key, idx)) {
return zend_hash_index_exists(ht, idx);
} else {
return zend_hash_exists_ind(ht, key);
}
}
static zend_always_inline int zend_hash_exists_ind(const HashTable *ht, zend_string *key)
{
zval *zv;
zv = zend_hash_find(ht, key);
return zv && (Z_TYPE_P(zv) != IS_INDIRECT ||
Z_TYPE_P(Z_INDIRECT_P(zv)) != IS_UNDEF);
}
再次先經過函數ZEND_HANDLE_NUMERIC對key作判斷，看這個字符串是否是數字類型的, 當key爲數字時執行 zend_hash_index_exists, 實現以下:
3.2.3 Zend/zend_hash.c
3.2.3.1 zend_hash_index_exists()
/**
* 這裏有一個宏HASH_FLAG_PACKED，爲真就表明當前數組的key都是系統生成的，也就是說是按從0到1，2，3等等按序排列的，因此判讀鍵爲key的是否存在，直接檢查arData數組中第idx個元素是否有定義就好了，這裏不涉及什麼hash查找，衝突解決等一系列問題。
*
* 但若是HASH_FLAG_PACKED爲假，那麼確定就須要先計算idx的hash值，找到key爲idx的數據應該在arData的第幾位才行。這就要經過函數zend_hash_index_find_bucket了。
*/
ZEND_API zend_bool ZEND_FASTCALL zend_hash_index_exists(const HashTable *ht, zend_ulong h)
{
Bucket *p;
IS_CONSISTENT(ht);
if (ht->u.flags & HASH_FLAG_PACKED) {
if (h < ht->nNumUsed) {
if (Z_TYPE(ht->arData[h].val) != IS_UNDEF) {
return 1;
}
}
return 0;
}
p = zend_hash_index_find_bucket(ht, h);
return p ? 1 : 0;
}
3.2.3.2 zend_hash_find()
在Zend/zend_hash.c中有zend_hash_find()的實現, code以下:
/*++-- zend_hash_find --++*/
/* Returns the hash table data if found and NULL if not. */
ZEND_API zval* ZEND_FASTCALL zend_hash_find(const HashTable *ht, zend_string *key)
{
Bucket *p;
IS_CONSISTENT(ht);
p = zend_hash_find_bucket(ht, key);
return p ? &p->val : NULL;
}
3.2.3.3 zend_hash_index_find_bucket()
static zend_always_inline Bucket *zend_hash_index_find_bucket(const HashTable *ht, zend_ulong h)
{
uint32_t nIndex;
uint32_t idx;
Bucket *p, *arData;
arData = ht->arData;
nIndex = h | ht->nTableMask;
idx = HT_HASH_EX(arData, nIndex);
while (idx != HT_INVALID_IDX) {
ZEND_ASSERT(idx < HT_IDX_TO_HASH(ht->nTableSize));
p = HT_HASH_TO_BUCKET_EX(arData, idx);
if (p->h == h && !p->key) {
return p;
}
idx = Z_NEXT(p->val);
}
return NULL;
}
3.2.3.4 zend_hash_find_bucket()
static zend_always_inline Bucket *zend_hash_find_bucket(const HashTable *ht, zend_string *key)
{
zend_ulong h;
uint32_t nIndex;
uint32_t idx;
Bucket *p, *arData;
h = zend_string_hash_val(key);
arData = ht->arData;
nIndex = h | ht->nTableMask;
idx = HT_HASH_EX(arData, nIndex);
while (EXPECTED(idx != HT_INVALID_IDX)) {
p = HT_HASH_TO_BUCKET_EX(arData, idx);
if (EXPECTED(p->key == key)) { /* check for the same interned string */
return p;
} else if (EXPECTED(p->h == h) &&
EXPECTED(p->key) &&
EXPECTED(ZSTR_LEN(p->key) == ZSTR_LEN(key)) &&
EXPECTED(memcmp(ZSTR_VAL(p->key), ZSTR_VAL(key), ZSTR_LEN(key)) == 0)) {
return p;
}
idx = Z_NEXT(p->val);
}
return NULL;
}
這裏須要明白一點，數字的哈希值就等於他自己，因此纔有不計算h的哈希值，就執行h | ht->nTableMask。
而後處理一下衝突，最後得出key爲idx的數據是否存在於數組中。
若是idx確確實實是字符串，那麼思路更簡單一點，最後經過zen_hash_find_bucket來判斷是否存在，與上面zend_hash_index_find_bucket不一樣的是，函數中要先計算字符串key的哈希值，而後再執行h | ht->nTableMask。
以下,
zend_symtable_exists_ind -->ZEND_HANDLE_NUMERIC{ZEND_HANDLE_NUMERIC}
ZEND_HANDLE_NUMERIC --> zend_hash_index_exists
ZEND_HANDLE_NUMERIC --> zend_hash_exists_ind
zend_hash_index_exists-->zend_hash_index_find_bucket
zend_hash_exists_ind-->zend_hash_find
zend_hash_find-->zend_hash_find_bucket
四、總結
-
isset效率高於array_key_exists, PHP7以後有30%左右的提高, php5.6有將近70%的提高。 -
isset是語法結構,array_key_exists是函數, 調用開銷要小。 -
isset經過Z_TYPE_P獲取變量類型，而後再進行判斷實現的;array_key_exists則是經過hash查找來實現的。 - 對於數組，
isset的性能要高於array_key_exists因此，若是數組比較大，咱們應該用以下方法保證性能和準確性isset or array_key_exists。
五、擴展閱讀
- PHP源碼
- PHP7內核剖析
- 升級 php7 後 isset 不太對了
- [[PHP源碼閱讀]empty和isset函數](http://www.hoohack.me/2016/05...
- 深刻理解PHP內核
- PHP安裝與使用VLD查看opcode代碼
- array_key_exists官方文檔
- isset官方文檔
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