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简单对比一下PHP 7 和 PHP 5 中的对象

本篇文章带大家了解一下PHP 7 和 PHP 5 中对象,并比较一下,看看它们之间的差异!

简单对比一下PHP 7 和 PHP 5 中的对象

一、 class 介绍

   PHP 中的 class、interface、trait 在底层均以 zend_class_entry 结构体实现

struct _zend_class_entry { 	char type; 	const char *name; 	zend_uint name_length; 	struct _zend_class_entry *parent; 	int refcount; 	zend_uint ce_flags;  	HashTable function_table; 	HashTable properties_info; 	zval **default_properties_table; 	zval **default_static_members_table; 	zval **static_members_table; 	HashTable constants_table; 	int default_properties_count; 	int default_static_members_count;  	union _zend_function *constructor; 	union _zend_function *destructor; 	union _zend_function *clone; 	union _zend_function *__get; 	union _zend_function *__set; 	union _zend_function *__unset; 	union _zend_function *__isset; 	union _zend_function *__call; 	union _zend_function *__callstatic; 	union _zend_function *__tostring; 	union _zend_function *serialize_func; 	union _zend_function *unserialize_func;  	zend_class_iterator_funcs iterator_funcs;  	/* handlers */ 	zend_object_value (*create_object)(zend_class_entry *class_type TSRMLS_DC); 	zend_object_iterator *(*get_iterator)(zend_class_entry *ce, zval *object, int by_ref TSRMLS_DC); 	int (*interface_gets_implemented)(zend_class_entry *iface, zend_class_entry *class_type TSRMLS_DC); /* a class implements this interface */ 	union _zend_function *(*get_static_method)(zend_class_entry *ce, char* method, int method_len TSRMLS_DC);  	/* serializer callbacks */ 	int (*serialize)(zval *object, unsigned char **buffer, zend_uint *buf_len, zend_serialize_data *data TSRMLS_DC); 	int (*unserialize)(zval **object, zend_class_entry *ce, const unsigned char *buf, zend_uint buf_len, zend_unserialize_data *data TSRMLS_DC);  	zend_class_entry **interfaces; 	zend_uint num_interfaces; 	 	zend_class_entry **traits; 	zend_uint num_traits; 	zend_trait_alias **trait_aliases; 	zend_trait_precedence **trait_precedences;  	union { 		struct { 			const char *filename; 			zend_uint line_start; 			zend_uint line_end; 			const char *doc_comment; 			zend_uint doc_comment_len; 		} user; 		struct { 			const struct _zend_function_entry *builtin_functions; 			struct _zend_module_entry *module; 		} internal; 	} info; };

  zend_class_entry 结构体中包含大量的指针以及 hashtable,这就导致结构体本身会占用不小的内存空间。另外,结构体中的指针还需要单独分配相应的内存空间,这又会消耗一部分内存空间。

⒈ 开发者自定义的 class 与 PHP 内部定义的 class 的比较

  所谓开发者自定义的 class 即使用 PHP 语言定义的 class,而 PHP 内部定义的 class 是指 PHP 源代码中定义的 class 或 PHP 扩展中定义的 class。二者最本质的区别在于生命周期不同:

  • 以 php-fpm 为例,当请求到来时,PHP 会解析开发者定义的 class 并为其分配相应的内存空间。其后在处理请求的过程中,PHP 会对这些 class 进行相应的调用,最后在处理完请求之后销毁这些 class,释放之前为其分配的内存空间。

为了节约内存空间,不要在代码中定义一些实际并不使用的 class。可以使用 autoload 来屏蔽这些实际并不使用的 class,因为 autoload 只有在一个 class 被用到时才加载和解析,但这样就会把 class 的解析和加载过程由代码的编译阶段延后到代码的执行阶段,影响性能

另外需要注意的是,即使开启了 OPCache 扩展,开发者自定义的 class 还是会随着请求的到来而解析和加载,随着请求的完成而销毁,OPCache 只是提高了这两个阶段的速度

  • PHP 内部定义的 class 则不同。仍然以 php-fpm 为例,当一个 php-fpm 进程启动时,PHP 会为这些 class 一次性永久分配内存空间,直到此 php-fpm 进程消亡(为避免内存泄漏,php-fpm 会在处理完一定数量的请求之后销毁然后重启)
if (EG(full_tables_cleanup)) { 	zend_hash_reverse_apply(EG(function_table), (apply_func_t) clean_non_persistent_function_full TSRMLS_CC); 	zend_hash_reverse_apply(EG(class_table), (apply_func_t) clean_non_persistent_class_full TSRMLS_CC); } else { 	zend_hash_reverse_apply(EG(function_table), (apply_func_t) clean_non_persistent_function TSRMLS_CC); 	zend_hash_reverse_apply(EG(class_table), (apply_func_t) clean_non_persistent_class TSRMLS_CC); }  static int clean_non_persistent_class(zend_class_entry **ce TSRMLS_DC) { 	return ((*ce)->type == ZEND_INTERNAL_CLASS) ? ZEND_HASH_APPLY_STOP : ZEND_HASH_APPLY_REMOVE; }

  由以上代码可以看出,在请求结束时,PHP 内部定义的 class 并不会被销毁。另外,由于 PHP 扩展中定义的 class 也属于 PHP 内部定义的 class 的范畴,所以,从节省内存空间的角度出发,不要开启一些自己并不使用的扩展。因为,如果扩展一旦开启,扩展中定义的 class 就会在 php-fpm 进程启动时被解析和加载。

很多时候,为了处理方便,我们会通过继承 Exception 来自定义 exception。但由于 zend_class_entry 结构体非常庞大,这就导致在提高便利的同时耗费了大量的内存

⒉ class 绑定

   class 绑定指的是 class 数据的准备过程

  对于 PHP 内部定义的 class,绑定过程在 class 注册时就已经完成。此过程发生在 PHP 脚本运行之前,并且在整个 php-fpm 进程的生命周期中只发生一次。

  对于既没有继承 parent class,也没有实现 interface,也没有使用 trait 的 class,绑定过程发生在 PHP 代码的编辑阶段,并且不会消耗太多资源。此种 class 的绑定通常只需要将 class 注册到 class_table 中,并检查 class 是否包含了抽象方法但没有被申明为 abstract 类型。

void zend_do_early_binding(TSRMLS_D) /* {{{ */ { 	zend_op *opline = &CG(active_op_array)->opcodes[CG(active_op_array)->last-1]; 	HashTable *table;  	while (opline->opcode == ZEND_TICKS && opline > CG(active_op_array)->opcodes) { 		opline--; 	}  	switch (opline->opcode) { 		case ZEND_DECLARE_FUNCTION: 			if (do_bind_function(CG(active_op_array), opline, CG(function_table), 1) == FAILURE) { 				return; 			} 			table = CG(function_table); 			break; 		case ZEND_DECLARE_CLASS: 			if (do_bind_class(CG(active_op_array), opline, CG(class_table), 1 TSRMLS_CC) == NULL) { 				return; 			} 			table = CG(class_table); 			break; 		case ZEND_DECLARE_INHERITED_CLASS: 			{ 				/*... ...*/ 			} 		case ZEND_VERIFY_ABSTRACT_CLASS: 		case ZEND_ADD_INTERFACE: 		case ZEND_ADD_TRAIT: 		case ZEND_BIND_TRAITS: 			/* We currently don't early-bind classes that implement interfaces */ 			/* Classes with traits are handled exactly the same, no early-bind here */ 			return; 		default: 			zend_error(E_COMPILE_ERROR, "Invalid binding type"); 			return; 	}  /*... ...*/ }  void zend_verify_abstract_class(zend_class_entry *ce TSRMLS_DC) { 	zend_abstract_info ai;  	if ((ce->ce_flags & ZEND_ACC_IMPLICIT_ABSTRACT_CLASS) && !(ce->ce_flags & ZEND_ACC_EXPLICIT_ABSTRACT_CLASS)) { 		memset(&ai, 0, sizeof(ai));  		zend_hash_apply_with_argument(&ce->function_table, (apply_func_arg_t) zend_verify_abstract_class_function, &ai TSRMLS_CC);  		if (ai.cnt) { 			zend_error(E_ERROR, "Class %s contains %d abstract method%s and must therefore be declared abstract or implement the remaining methods (" MAX_ABSTRACT_INFO_FMT MAX_ABSTRACT_INFO_FMT MAX_ABSTRACT_INFO_FMT ")", 				ce->name, ai.cnt, 				ai.cnt > 1 ? "s" : "", 				DISPLAY_ABSTRACT_FN(0), 				DISPLAY_ABSTRACT_FN(1), 				DISPLAY_ABSTRACT_FN(2) 				); 		} 	} }

  对于实现了 interface 的 class 的绑定过程非常复杂,大致流程如下:

  • 检查 interface 是否已经实现
  • 检查实现该 interface 的确实是一个 class,而不是 interface 自身(class、interface、trait 的底层数据结构都是 zend_class_entry)
  • 复制常量,并检查可能存在的冲突
  • 复制方法,并检查可能存在的冲突,除此之外还需要检查访问控制
  • 将 interface 加入到 zend_class_entry 的 **interfaces

需要注意的是,所谓的复制只是将常量、属性、方法的引用计数加 1

ZEND_API void zend_do_implement_interface(zend_class_entry *ce, zend_class_entry *iface TSRMLS_DC) { 	/* ... ... */ 	 	} else { 		if (ce->num_interfaces >= current_iface_num) { /* resize the vector if needed */ 			if (ce->type == ZEND_INTERNAL_CLASS) { 				/*对于内部定义的 class,使用 realloc 分配内存,所分配的内存在进程的生命周期中永久有效*/ 				ce->interfaces = (zend_class_entry **) realloc(ce->interfaces, sizeof(zend_class_entry *) * (++current_iface_num)); 			} else { 				/*对于开发者定义的 class,使用 erealloc 分配内存,所分配的内存只在请求的生命周期中有效*/ 				ce->interfaces = (zend_class_entry **) erealloc(ce->interfaces, sizeof(zend_class_entry *) * (++current_iface_num)); 			} 		} 		ce->interfaces[ce->num_interfaces++] = iface; /* Add the interface to the class */  		/* Copy every constants from the interface constants table to the current class constants table */ 		zend_hash_merge_ex(&ce->constants_table, &iface->constants_table, (copy_ctor_func_t) zval_add_ref, sizeof(zval *), (merge_checker_func_t) do_inherit_constant_check, iface); 		/* Copy every methods from the interface methods table to the current class methods table */ 		zend_hash_merge_ex(&ce->function_table, &iface->function_table, (copy_ctor_func_t) do_inherit_method, sizeof(zend_function), (merge_checker_func_t) do_inherit_method_check, ce);  		do_implement_interface(ce, iface TSRMLS_CC); 		zend_do_inherit_interfaces(ce, iface TSRMLS_CC); 	} }

  对于常量的复制,zval_add_ref 用于将常量的引用计数加1;而对于方法的复制,do_inherit_method 除了将相应方法的引用计数加 1 之外,还将方法中定义的静态变量的引用计数加 1。

static void do_inherit_method(zend_function *function) { 	function_add_ref(function); }  ZEND_API void function_add_ref(zend_function *function) { 	if (function->type == ZEND_USER_FUNCTION) { 		zend_op_array *op_array = &function->op_array;  		(*op_array->refcount)++; 		if (op_array->static_variables) { 			HashTable *static_variables = op_array->static_variables; 			zval *tmp_zval;  			ALLOC_HASHTABLE(op_array->static_variables); 			zend_hash_init(op_array->static_variables, zend_hash_num_elements(static_variables), NULL, ZVAL_PTR_DTOR, 0); 			zend_hash_copy(op_array->static_variables, static_variables, (copy_ctor_func_t) zval_add_ref, (void *) &tmp_zval, sizeof(zval *)); 		} 		op_array->run_time_cache = NULL; 	} }

  对于实现了 interface 的 class 的绑定,由于要进行多次的循环遍历以及检查,通常非常消耗 CPU 资源,但却节省了内存空间。

现阶段,PHP 将 interface 的绑定推迟到了代码执行阶段进行,以为这每次请求都会进行这些操作

  对于 class 继承的绑定,过程与 interface 的绑定类似,但更为复杂。另外有一个值得注意的地方,如果 class 在绑定时已经解析到了父类,则绑定发生在代码编译阶段;否则发生在代码执行阶段。

// A 在 B 之前申明,B 的绑定发生在编译阶段 class A { } class B extends A { }  // A 在 B 之后申明,绑定 B 时编译器无法知道 A 情况,此时 B 的绑定只能延后到代码执行时 class B extends A { } class A { }  // 这种情况会报错:Class B doesn't exist // 在代码执行阶段绑定 C,需要解析 B,但此时 B 有继承了 A,而 A 此时还是未知状态 class C extends B { } class B extends A { } class A { }

如果使用 autoload,并且采用一个 class 对应一个文件的模式,则所有 class 的绑定都只会发生在代码执行阶段

二、PHP 5 中的 object

⒈ object 中的方法

  方法与函数的底层数据结构均为 zend_function。PHP 编译器在编译时将方法编译并添加到 zend_class_entry 的 function_table 属性中。所以,在 PHP 代码运行时,方法已经编译完成,PHP 要做的只是通过指针找到方法并执行。

typedef union _zend_function { 	zend_uchar type;  	struct { 		zend_uchar type; 		const char *function_name; 		zend_class_entry *scope; 		zend_uint fn_flags; 		union _zend_function *prototype; 		zend_uint num_args; 		zend_uint required_num_args; 		zend_arg_info *arg_info; 	} common;  	zend_op_array op_array; 	zend_internal_function internal_function; } zend_function;

  当 object 尝试调用方法时,首先会在其对应的 class 的 function_table 中查找该方法,同时还会检查方法的访问控制。如果方法不存在或方法的访问控制不符合要求,object 会尝试调用莫属方法 __call

static inline union _zend_function *zend_get_user_call_function(zend_class_entry *ce, const char *method_name, int method_len)  { 	zend_internal_function *call_user_call = emalloc(sizeof(zend_internal_function)); 	call_user_call->type = ZEND_INTERNAL_FUNCTION; 	call_user_call->module = (ce->type == ZEND_INTERNAL_CLASS) ? ce->info.internal.module : NULL; 	call_user_call->handler = zend_std_call_user_call; 	call_user_call->arg_info = NULL; 	call_user_call->num_args = 0; 	call_user_call->scope = ce; 	call_user_call->fn_flags = ZEND_ACC_CALL_VIA_HANDLER; 	call_user_call->function_name = estrndup(method_name, method_len);  	return (union _zend_function *)call_user_call; }  static union _zend_function *zend_std_get_method(zval **object_ptr, char *method_name, int method_len, const zend_literal *key TSRMLS_DC) { 	zend_function *fbc; 	zval *object = *object_ptr; 	zend_object *zobj = Z_OBJ_P(object); 	ulong hash_value; 	char *lc_method_name; 	ALLOCA_FLAG(use_heap)  	if (EXPECTED(key != NULL)) { 		lc_method_name = Z_STRVAL(key->constant); 		hash_value = key->hash_value; 	} else { 		lc_method_name = do_alloca(method_len+1, use_heap); 		/* Create a zend_copy_str_tolower(dest, src, src_length); */ 		zend_str_tolower_copy(lc_method_name, method_name, method_len); 		hash_value = zend_hash_func(lc_method_name, method_len+1); 	}  	if (UNEXPECTED(zend_hash_quick_find(&zobj->ce->function_table, lc_method_name, method_len+1, hash_value, (void **)&fbc) == FAILURE)) { 		if (UNEXPECTED(!key)) { 			free_alloca(lc_method_name, use_heap); 		} 		if (zobj->ce->__call) { 			return zend_get_user_call_function(zobj->ce, method_name, method_len); 		} else { 			return NULL; 		} 	}  	/* Check access level */ 	if (fbc->op_array.fn_flags & ZEND_ACC_PRIVATE) { 		zend_function *updated_fbc;  		/* Ensure that if we're calling a private function, we're allowed to do so. 		* If we're not and __call() handler exists, invoke it, otherwise error out. 		*/ 		updated_fbc = zend_check_private_int(fbc, Z_OBJ_HANDLER_P(object, get_class_entry)(object TSRMLS_CC), lc_method_name, method_len, hash_value TSRMLS_CC); 		if (EXPECTED(updated_fbc != NULL)) { 			fbc = updated_fbc; 		} else { 			if (zobj->ce->__call) { 				fbc = zend_get_user_call_function(zobj->ce, method_name, method_len); 			} else { 				zend_error_noreturn(E_ERROR, "Call to %s method %s::%s() from context '%s'", zend_visibility_string(fbc->common.fn_flags), ZEND_FN_SCOPE_NAME(fbc), method_name, EG(scope) ? EG(scope)->name : ""); 			} 		} 	} else { 		/* Ensure that we haven't overridden a private function and end up calling 		* the overriding public function... 		*/ 		if (EG(scope) && 		    is_derived_class(fbc->common.scope, EG(scope)) && 		    fbc->op_array.fn_flags & ZEND_ACC_CHANGED) { 			zend_function *priv_fbc;  			if (zend_hash_quick_find(&EG(scope)->function_table, lc_method_name, method_len+1, hash_value, (void **) &priv_fbc)==SUCCESS 				&& priv_fbc->common.fn_flags & ZEND_ACC_PRIVATE 				&& priv_fbc->common.scope == EG(scope)) { 				fbc = priv_fbc; 			} 		} 		if ((fbc->common.fn_flags & ZEND_ACC_PROTECTED)) { 			/* Ensure that if we're calling a protected function, we're allowed to do so. 			* If we're not and __call() handler exists, invoke it, otherwise error out. 			*/ 			if (UNEXPECTED(!zend_check_protected(zend_get_function_root_class(fbc), EG(scope)))) { 				if (zobj->ce->__call) { 					fbc = zend_get_user_call_function(zobj->ce, method_name, method_len); 				} else { 					zend_error_noreturn(E_ERROR, "Call to %s method %s::%s() from context '%s'", zend_visibility_string(fbc->common.fn_flags), ZEND_FN_SCOPE_NAME(fbc), method_name, EG(scope) ? EG(scope)->name : ""); 				} 			} 		} 	}  	if (UNEXPECTED(!key)) { 		free_alloca(lc_method_name, use_heap); 	} 	return fbc; }

  这里需要指出的是:

  • 由于 PHP 对大小写不敏感,所以所有的方法名称都会被转为小写(zend_str_tolower_copy())
  • 为了避免不必要的资源消耗,PHP 5.4 开始引入了 zend_literal 结构体,即参数 key
typedef struct _zend_literal { 	zval       constant; 	zend_ulong hash_value; 	zend_uint  cache_slot; } zend_literal;

  其中,constant 记录了转为小写后的字符串,hash_value 则是预先计算好的 hash。这样就避免了 object 每次调用方法都要将方法名称转为小写并计算 hash 值。

class Foo { public function BAR() { } } $a = new Foo; $b = 'bar';  $a->bar(); /* good */ $a->$b(); /* bad */

  在上例中,在代码编译阶段,方法 BAR 被转换成 bar 并添加到 zend_class_entry 的 function_table 中。当发生方法调用时:

  • 第一种情形,在代码编译阶段,方法名称 bar 确定为字符串常量,编译器可以预先计算好其对应的 zend_literal 结构,即 key 参数。这样,代码在执行时相对会更快。
  • 第二种情形,由于在编译阶段编译器对 $b 一无所知,这就需要在代码执行阶段现将方法名称转为小写,然后计算 hash 值。

⒉ object 中的属性

  当对一个 class 进行实例化时,object 中的属性只是对 class 中属性的引用。这样,object 的创建操作就会相对轻量化,并且会节省一部分内存空间。

简单对比一下PHP 7 和 PHP 5 中的对象

  如果要对 object 中的属性进行修改,zend 引擎会单独创建一个 zval 结构,只对当前 object 的当前属性产生影响。

简单对比一下PHP 7 和 PHP 5 中的对象

  class 的实例化对应的会在底层创建一个 zend_obejct 数据结构,新创建的 object 会注册到 zend_objects_store 中。zend_objects_store 是一个全局的 object 注册表,同一个对象在该注册表中只能注册一次。

typedef struct _zend_object { 	zend_class_entry *ce; 	HashTable *properties; 	zval **properties_table; 	HashTable *guards; /* protects from __get/__set ... recursion */ } zend_object;  typedef struct _zend_objects_store {/*本质上是一个动态 object_bucket 数组*/ 	zend_object_store_bucket *object_buckets; 	zend_uint top; /*下一个可用的 handle,handle 取值从 1 开始。对应的在 *object_buckets 中的 index 为 handle - 1*/ 	zend_uint size; /*当前分配的 *object_buckets 的最大长度*/ 	int free_list_head; /*当 *object_bucket 中的 bucket 被销毁后,该 bucket 在 *object_buckets 中的 index 会被有序加入 free_list 链表。free_list_head 即为该链表中的第一个值*/ } zend_objects_store;  typedef struct _zend_object_store_bucket { 	zend_bool destructor_called; 	zend_bool valid; /*值为 1 表示当前 bucket 被使用,此时 store_bucket 中的 store_object 被使用;值为 0 表示当前 bucket 并没有存储有效的 object,此时 store_bucket 中的 free_list 被使用*/ 	zend_uchar apply_count; 	union _store_bucket { 		struct _store_object { 			void *object; 			zend_objects_store_dtor_t dtor; 			zend_objects_free_object_storage_t free_storage; 			zend_objects_store_clone_t clone; 			const zend_object_handlers *handlers; 			zend_uint refcount; 			gc_root_buffer *buffered; 		} obj; 		struct { 			int next; /*第一个未被使用的 bucket 的 index 永远存储在 zend_object_store 的 free_list_head 中,所以 next 只需要记录当前 bucket 之后第一个未被使用的 bucket 的 index*/ 		} free_list; 	} bucket; } zend_object_store_bucket;  ZEND_API zend_object_value zend_objects_new(zend_object **object, zend_class_entry *class_type TSRMLS_DC) { 	zend_object_value retval;  	*object = emalloc(sizeof(zend_object)); 	(*object)->ce = class_type; 	(*object)->properties = NULL; 	(*object)->properties_table = NULL; 	(*object)->guards = NULL; 	retval.handle = zend_objects_store_put(*object, (zend_objects_store_dtor_t) zend_objects_destroy_object, (zend_objects_free_object_storage_t) zend_objects_free_object_storage, NULL TSRMLS_CC); 	retval.handlers = &std_object_handlers; 	return retval; }

   将 object 注册到 zend_objects_store 中以后,将会为 object 创建属性(对相应 class 属性的引用)

ZEND_API void object_properties_init(zend_object *object, zend_class_entry *class_type)  { 	int i;  	if (class_type->default_properties_count) { 		object->properties_table = emalloc(sizeof(zval*) * class_type->default_properties_count); 		for (i = 0; i < class_type->default_properties_count; i++) { 			object->properties_table[i] = class_type->default_properties_table[i]; 			if (class_type->default_properties_table[i]) { #if ZTS 				ALLOC_ZVAL( object->properties_table[i]); 				MAKE_COPY_ZVAL(&class_type->default_properties_table[i], object->properties_table[i]); #else 				Z_ADDREF_P(object->properties_table[i]); #endif 			} 		} 		object->properties = NULL; 	} }

  需要指出的是,在创建属性时,如果是非线程安全模式的 PHP,仅仅是增加相应属性的引用计数;但如果是线程安全模式的 PHP,则需要对属性进行深度复制,将 class 的属性全部复制到 object 中的 properties_table 中。

这也说明,线程安全的 PHP 比非线程安全的 PHP 运行慢,并且更耗费内存

每个属性在底层都对应一个 zend_property_info 结构:

typedef struct _zend_property_info {     zend_uint flags;     const char *name;     int name_length;     ulong h;     int offset;     const char *doc_comment;     int doc_comment_len;     zend_class_entry *ce; } zend_property_info;

  class 中声明的每个属性,在 zend_class_entry 中的 properties_table 中都有一个zend_property_info 与之相对应。properties_table 可以帮助我们快速确定一个 object 所访问的属性是否存在:

  • 如果属性不存在,并且我们尝试向 object 写入该属性:如果 class 定义了 __set 方法,则使用 __set 方法写入该属性;否则会向 object 添加一个动态属性。但无论以何种方式写入该属性,写入的属性都将添加到 object 的 properties_table 中。
  • 如果属性存在,则需要检查相应的访问控制;对于 protected 和 private 类型,则需要检查当前的作用域。

在创建完 object 之后,只要我们不向 object 中写入新的属性或更新 object 对应的 class 中的属性的值,则 object 所占用的内存空间不会发生变化。

属性的存储/访问方式:
zend_class_entry->properties_info 中存储的是一个个的 zend_property_info。而属性的值实际以 zval 指针数组的方式存储在 zend_class_entry->default_properties_table 中。object 中动态添加的属性只会以 property_name => property_value 的形式存储在 zend_object->properties_table 中。而在创建 object 时,zend_class_entry->properties_table 中的值会被逐个传递给 zend_object->properties_table。
zend_literal->cache_slot 中存储的 int 值为 run_time_cache 中的索引 index。run_time_cache 为数组结构,index 对应的 value 为访问该属性的 object 对应的 zend_class_entry;index + 1 对应的 value 为该属性对应的 zend_property_info 。在访问属性时,如果 zend_literal->cache_slot 中的值不为空,则可以通过 zend_literal->cache_slot 快速检索得到 zend_property_info 结构;如果为空,则在检索到 zend_property_info 的信息之后会初始化 zend_literal->cache_slot。

属性名称的存储方式
private 属性:"class_nameproperty_name"
protected 属性:"*property_name"
public 属性:"property_name"

   执行以下代码,看看输出结果

class A {     private $a = 'a';     protected $b = 'b';     public $c = 'c'; }  class B extends A {     private $a = 'aa';     protected $b = 'bb';     public $c = 'cc'; }  class C extends B {     private $a = 'aaa';     protected $b = 'bbb';     public $c = 'ccc'; }  var_dump(new C());

zend_object 中 guards 的作用
guards 的作用是对 object 的重载提供递归保护。

class Foo {     public function __set($name, $value) {         $this->$name = $value;     } }  $foo = new Foo; $foo->bar = 'baz'; var_dump($foo->bar);

   以上代码中,当为

foo动态设置foo 动态设置

bar 属性时会调用 __set 方法。但 $bar 属性在 Foo 中并不存在,按照常理,此时又会递归调用 __set 方法。为了避免这种递归调用,PHP 会使用 zend_guard 来判断当前是否已经处于重载方法的上下文中。

typedef struct _zend_guard {     zend_bool in_get;     zend_bool in_set;     zend_bool in_unset;     zend_bool in_isset;     zend_bool dummy; /* sizeof(zend_guard) must not be equal to sizeof(void*) */ } zend_guard;

⒊ object 的引用传递

  首先需要申明:object 并不是引用传递。之所以会出现 object 是引用传递的假象,原因在于我们传递给函数的参数中所存储的只是 object 在 zend_objects_store 中的 ID(handle)。通过这个 ID,我们可以在 zend_objects_store 中查找并加载真正的 object,然后访问并修改 object 中的属性。

PHP 中,函数内外是两个不同的作用域,对于同一变量,在函数内部对其修改不会影响到函数外部。但通过 object 的 ID(handle)访问并修改 object 的属性并不受此限制。

$a = 1;  function test($a) {     $a = 3;     echo $a; // 输出 3 }  test($a);  echo $a; // 输出 1

简单对比一下PHP 7 和 PHP 5 中的对象

同一个 object 在 zend_objects_store 中只存储一次。要向 zend_objects_store 中写入新的对象,只能通过 new 关键字、unserialize 函数、反射、clone 四种方式。

⒋ $this

  $this 在使用时会自动接管当前对象,PHP 禁止对

this进行赋值操作。任何对this 进行赋值操作。任何对

this 的赋值操作都会引起错误

static zend_bool opline_is_fetch_this(const zend_op *opline TSRMLS_DC) { 	if ((opline->opcode == ZEND_FETCH_W) && (opline->op1_type == IS_CONST) 	    && (Z_TYPE(CONSTANT(opline->op1.constant)) == IS_STRING) 	    && ((opline->extended_value & ZEND_FETCH_STATIC_MEMBER) != ZEND_FETCH_STATIC_MEMBER) 	    && (Z_HASH_P(&CONSTANT(opline->op1.constant)) == THIS_HASHVAL) 	    && (Z_STRLEN(CONSTANT(opline->op1.constant)) == (sizeof("this")-1)) 	    && !memcmp(Z_STRVAL(CONSTANT(opline->op1.constant)), "this", sizeof("this"))) { 	    return 1; 	} else { 	    return 0; 	} }  /* ... ... */ if (opline_is_fetch_this(last_op TSRMLS_CC)) { 	zend_error(E_COMPILE_ERROR, "Cannot re-assign $this"); } /* ... ... */

   在 PHP 中进行方法调用时,对应执行的 OPCode 为 INIT_METHOD_CALL。以 $a->foo() 为例,在 INIT_METHOD_CALL 中,Zend 引擎知道是由 $a 发起的方法调用,所以 Zend 引擎会把 $a 的值存入全局空间。在实际执行方法调用时,对应执行的 OPCode 为 DO_FCALL。在 DO_FCALL 中,Zend 引擎会将之前存入全局空间的 $a 赋值给 $this 的指针,即 EG(This):

if (fbc->type == ZEND_USER_FUNCTION || fbc->common.scope) {     should_change_scope = 1;     EX(current_this) = EG(This);     EX(current_scope) = EG(scope);     EX(current_called_scope) = EG(called_scope);     EG(This) = EX(object); /* fetch the object prepared in previous INIT_METHOD opcode and affect it to EG(This) */     EG(scope) = (fbc->type == ZEND_USER_FUNCTION || !EX(object)) ? fbc->common.scope : NULL;     EG(called_scope) = EX(call)->called_scope; }

   在实际执行方法体中的代码时,如果出现使用 $this 进行方法调用或属性赋值的情况,如 $this->a = 8 对应的将执行 OPCode ZEND_ASSIGN_OBJ,此时将从 EG(This) 取得 $this 的值

static zend_always_inline zval **_get_obj_zval_ptr_ptr_unused(TSRMLS_D) { 	if (EXPECTED(EG(This) != NULL)) { 		return &EG(This); 	} else { 		zend_error_noreturn(E_ERROR, "Using $this when not in object context"); 		return NULL; 	} }

  Zend 引擎在构建方法堆栈时,$this 会被存入符号表,就像其他的变量一样。这样,当使用 $this 进行方法调用或将 $this 作为方法的参数时,Zend 引擎将从符号表中获取 $this

if (op_array->this_var != -1 && EG(This)) {     Z_ADDREF_P(EG(This)); /* For $this pointer */     if (!EG(active_symbol_table)) {         EX_CV(op_array->this_var) = (zval **) EX_CV_NUM(execute_data, op_array->last_var + op_array->this_var);         *EX_CV(op_array->this_var) = EG(This);     } else {         if (zend_hash_add(EG(active_symbol_table), "this", sizeof("this"), &EG(This), sizeof(zval *), (void **) EX_CV_NUM(execute_data, op_array->this_var))==FAILURE) {             Z_DELREF_P(EG(This));         }     } }

   最后是关于作用域的问题,当进行方法调用时,Zend 引擎会将作用域设置为 EG(scope)。EG(scope) 是 zend_class_entry 类型,也就是说,在方法中任何关于 object 的操作的作用域都是 object 对应的 class。对属性的访问控制的检查也是同样:

ZEND_API int zend_check_protected(zend_class_entry *ce, zend_class_entry *scope)  { 	zend_class_entry *fbc_scope = ce;  	/* Is the context that's calling the function, the same as one of 	* the function's parents? 	*/ 	while (fbc_scope) { 		if (fbc_scope==scope) { 			return 1; 		} 		fbc_scope = fbc_scope->parent; 	}  	/* Is the function's scope the same as our current object context, 	* or any of the parents of our context? 	*/ 	while (scope) { 		if (scope==ce) { 			return 1; 		} 		scope = scope->parent; 	} 	return 0; }  static zend_always_inline int zend_verify_property_access(zend_property_info *property_info, zend_class_entry *ce TSRMLS_DC) { 	switch (property_info->flags & ZEND_ACC_PPP_MASK) { 		case ZEND_ACC_PUBLIC: 			return 1; 		case ZEND_ACC_PROTECTED: 			return zend_check_protected(property_info->ce, EG(scope)); 		case ZEND_ACC_PRIVATE: 			if ((ce==EG(scope) || property_info->ce == EG(scope)) && EG(scope)) { 				return 1; 			} else { 				return 0; 			} 			break; 	} 	return 0; }

  正是由于上述特性,所以以下代码可以正常运行

class A { 	private $a;  	public function foo(A $obj) 	{ 		$this->a = 'foo'; 		$obj->a  = 'bar'; /* yes, this is possible */ 	} }  $a = new A; $b = new A; $a->foo($b);

PHP 中 object 的作用域是 object 对应的 class

⒌ 析构方法 destruct

  在 PHP 中,不要依赖 destruct 方法销毁 object。因为当 PHP 发生致命错误时,destruct 方法并不会被调用。

ZEND_API void zend_hash_reverse_apply(HashTable *ht, apply_func_t apply_func TSRMLS_DC) { 	Bucket *p, *q;  	IS_CONSISTENT(ht);  	HASH_PROTECT_RECURSION(ht); 	p = ht->pListTail; 	while (p != NULL) { 		int result = apply_func(p->pData TSRMLS_CC);  		q = p; 		p = p->pListLast; 		if (result & ZEND_HASH_APPLY_REMOVE) { 			zend_hash_apply_deleter(ht, q); 		} 		if (result & ZEND_HASH_APPLY_STOP) { 			break; 		} 	} 	HASH_UNPROTECT_RECURSION(ht); }  static int zval_call_destructor(zval **zv TSRMLS_DC)  { 	if (Z_TYPE_PP(zv) == IS_OBJECT && Z_REFCOUNT_PP(zv) == 1) { 		return ZEND_HASH_APPLY_REMOVE; 	} else { 		return ZEND_HASH_APPLY_KEEP; 	} }  void shutdown_destructors(TSRMLS_D)  { 	zend_try { 		int symbols; 		do { 			symbols = zend_hash_num_elements(&EG(symbol_table)); 			zend_hash_reverse_apply(&EG(symbol_table), (apply_func_t) zval_call_destructor TSRMLS_CC); 		} while (symbols != zend_hash_num_elements(&EG(symbol_table))); 		zend_objects_store_call_destructors(&EG(objects_store) TSRMLS_CC); 	} zend_catch { 		/* if we couldn't destruct cleanly, mark all objects as destructed anyway */ 		zend_objects_store_mark_destructed(&EG(objects_store) TSRMLS_CC); 	} zend_end_try(); }

  在调用 destruct 方法时,首先会从后往前遍历整个符号表,调用所有引用计数为 1 的 object 的 destruct 方法;然后从前往后遍历全局 object store,调用每个 object 的 destruct 方法。在此过程中如果有任何错误发生,就会停止调用 destruct 方法,然后将所有 object 的 destruct 方法都标记为已调用过的状态。

class Foo { public function __destruct() { var_dump("destroyed Foo"); } } class Bar { public function __destruct() { var_dump("destroyed Bar"); } }  // 示例 1 $a = new Foo; $b = new Bar; "destroyed Bar" "destroyed Foo"  // 示例 2 $a = new Bar; $b = new Foo; "destroyed Foo" "destroyed Bar"  // 示例 3 $a = new Bar; $b = new Foo; $c = $b; /* $b 引用计数加 1 */ "destroyed Bar" "destroyed Foo"  // 示例 4 class Foo { public function __destruct() { var_dump("destroyed Foo"); die();} } /* notice the die() here */ class Bar { public function __destruct() { var_dump("destroyed Bar"); } }  $a = new Foo; $a2 = $a; $b = new Bar; $b2 = $b;  "destroyed Foo"

   另外,不要在 destruct 方法中添加任何重要的代码

class Foo { 	public function __destruct() { new Foo; } /* PHP 最终将崩溃 */ }

PHP 中对象的销毁分为两个阶段:首先调用 destruct 方法(zend_object_store_bucket->bucket->obj->zend_objects_store_dtor_t),然后再释放内存(zend_object_store_bucket->bucket->obj->zend_objects_free_object_storage_t)。

之所以分为两个阶段执行是因为 destruct 中执行的是用户级的代码,即 PHP 代码;而释放内存的代码在系统底层运行。释放内存会破坏 PHP 的运行环境,为了使 destruct 中的 PHP 代码能正常运行,所以分为两个阶段,这样,保证在释放内存阶段 object 已经不被使用。

三、PHP 7 中的 object

  与 PHP 5 相比,PHP 7 中的 object 在用户层并没有基本没有什么变化;但在底层实现上,在内存和性能方面做了一些优化。

⒈ 在内存布局和管理上的优化

   ① 首先,在 zval 中移除了之前的 zend_object_value 结构,直接嵌入了 zend_object。这样,既节省了内存空间,同时提高了通过 zval 查找 zend_object 的效率

/*PHP 7 中的 zend_object*/ struct _zend_object {     zend_refcounted   gc;     uint32_t          handle;     zend_class_entry *ce;     const zend_object_handlers *handlers;     HashTable        *properties;     zval              properties_table[1]; };  /*PHP 5 中的 zend_object_value*/ typedef struct _zend_object_value {     zend_object_handle handle;     const zend_object_handlers *handlers; } zend_object_value;

   在 PHP 5 中通过 zval 访问 object,先要通过 zva 中的 zend_object_value 找到 handle,然后通过handle 在 zend_object_store 中找到 zend_object_store_bucket,然后从 bucket 中解析出 object。在 PHP 7 中,zval 中直接存储了 zend_object 的地址指针。

   ② 其次,properties_table 利用了 struct hack 特性,这样使得 zend_object 和 properties_table 存储在一块连续的内存空间。同时,properties_table 中直接存储了属性的 zval 结构。

   ③ guards 不再出现在 zend_object 中。如果 class 中定义了魔术方法( __set__get__isset__unset ),则 guards 存储在 properties_table 的第一个 slot 中;否则不存储 guards。

   ④ zend_object_store 及 zend_object_store_bucket 被移除,取而代之的是一个存储各个 zend_object 指针的 C 数组,handle 为数组的索引。此外,之前 bucket 中存储的 handlers 现在移入 zend_object 中;而之前 bucket 中的 dtor、free_storege、clone 现在则移入了 zend_object_handlers。

struct _zend_object_handlers {     /* offset of real object header (usually zero) */     int                                     offset;     /* general object functions */     zend_object_free_obj_t                  free_obj;     zend_object_dtor_obj_t                  dtor_obj;     zend_object_clone_obj_t                 clone_obj;     /* individual object functions */     // ... 其他与 PHP 5 相同 };

⒉ 底层自定义 object 的变化(PHP 扩展中会用到自定义 object)

/*PHP 5 中的 custom_object*/ struct custom_object {     zend_object std;     my_custom_type *my_buffer;     // ... };  /*PHP 7 中的 custom_object*/ struct custom_object {     my_custom_type *my_buffer;     // ...     zend_object std; };

   由于 PHP 7 的 zend_object 中使用了 struct hack 特性来保证 zend_object 内存的连续,所以自定义 object 中的 zend_object 只能放在最后。而 zval 中存储的只能是 zend_object,为了能通过 zend_object 顺利解析出 custom_object ,在 zend_object 的 handlers 中记录了 offset。

简单对比一下PHP 7 和 PHP 5 中的对象

推荐学习:《PHP视频教程》

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