本章主要内容来源于秦朋先生编著的《PHP7内核剖析》这本书籍，感兴趣的小伙伴可以购买该书，进行系统性学习。

概述

变量是一种常用的数据类型，主要由变量名、变量值、变量类型三个部分构成。PHP中变量名与变量值可以简单的对应为：zval、zend_value。

PHP中变量的内存是通过引用计数进行管理的，PHP7中的引用计数转移到了具体的value结构中，而不再是zval中，这是PHP7与旧版本的一个区别，变量之间的传递、赋值通常也针对zend_value。

普通变量定义的方式包含了两步：变量定义、变量初始化。只定义而不初始化变量也是可以的。

变量类型

PHP基本数据类型共分8种：

  • 标量数据类型：整型、浮点型、字符串、布尔型
  • 复合数据类型：数组、对象
  • 特殊数据类型：资源、NULL

在PHP源代码的zend_types.h文件中，定义了更加细分的数据类型，比如布尔型会在内部实际分为IS_TRUE、IS_FALSE两种。全部数据类型如下：

  1. /* regular data types */
  2. #define IS_UNDEF                    0
  3. #define IS_NULL                        1
  4. #define IS_FALSE                    2
  5. #define IS_TRUE                        3
  6. #define IS_LONG                        4
  7. #define IS_DOUBLE                    5
  8. #define IS_STRING                    6
  9. #define IS_ARRAY                    7
  10. #define IS_OBJECT                    8
  11. #define IS_RESOURCE                    9
  12. #define IS_REFERENCE                10
  14. /* constant expressions */
  15. #define IS_CONSTANT_AST                11
  17. /* internal types */
  18. #define IS_INDIRECT                 13
  19. #define IS_PTR                        14
  20. #define IS_ALIAS_PTR                15
  21. #define _IS_ERROR                    15
  23. /* fake types used only for type hinting (Z_TYPE(zv) can not use them) */
  24. #define _IS_BOOL                    16
  25. #define IS_CALLABLE                    17
  26. #define IS_ITERABLE                    18
  27. #define IS_VOID                        19
  28. #define _IS_NUMBER                    20

变量实现

在PHP源代码的zend_types.h文件中，同样发现代码中定义了_zval_struct结构体，该结构体就是PHP表示变量的基础数据结构，而不同类型的变量值则通过结构体的成员zend_value联合体来表示，zval结构体中还定义了其他联合体，具体结构如下：

  1. struct _zval_struct {
  2.     zend_value        value;            /* value */
  3.     union {
  4.         struct {
  5.             ZEND_ENDIAN_LOHI_3(
  6.                 zend_uchar    type,            /* active type */
  7.                 zend_uchar    type_flags,
  8.                 union {
  9.                     uint16_t  extra;        /* not further specified */
  10.                 } u)
  11.         } v;
  12.         uint32_t type_info;
  13.     } u1;
  14.     union {
  15.         uint32_t     next;                 /* hash collision chain */
  16.         uint32_t     cache_slot;           /* cache slot (for RECV_INIT) */
  17.         uint32_t     opline_num;           /* opline number (for FAST_CALL) */
  18.         uint32_t     lineno;               /* line number (for ast nodes) */
  19.         uint32_t     num_args;             /* arguments number for EX(This) */
  20.         uint32_t     fe_pos;               /* foreach position */
  21.         uint32_t     fe_iter_idx;          /* foreach iterator index */
  22.         uint32_t     access_flags;         /* class constant access flags */
  23.         uint32_t     property_guard;       /* single property guard */
  24.         uint32_t     constant_flags;       /* constant flags */
  25.         uint32_t     extra;                /* not further specified */
  26.     } u2;
  27. };

联合体u1实际上联合了一个结构体v和一个32位无符号整型type_info。
结构体v定义了三个成员：

  • type用于标识value类型，既变量类型小节提到的源代码中定义的数据类型，类似IS_*等。
  • type_flags是类型掩码，用于变量的内存管理。
  • 联合体u是一个扩展字段，可暂时忽略。

type_info实际上是将v结构的3个成员组合到一起，type和type_flags各占一个字节，u占用两个字节，总共四个字节，可通过type_info直接获取v中的值。

联合体u2纯粹用于一些辅助功能，zval结构中zend_value和u1占用的空间分别是8byte和4byte，共12byte，系统会进行字节补齐，为了不浪费4byte的空间，PHP定义了一个u2结构体，最终zval结构的大小就是16byte。这个结构在特殊情况下会使用，比如next在散列表解决hash冲突时会用到、fe_pos在foreach遍历时会用到。

zend_value联合体比较简单，各类型根据自己的类型选择使用不同的成员。其中，整型、浮点型的值直接存储到zend_value中；其他类型则是指针，指向具体类型的结构；布尔型直接拆分为true和false两种，直接通过type类型来区分，不需要具体的value。具体结构如下：

  1. typedef union _zend_value {
  2.     zend_long         lval;                /* long value */
  3.     double            dval;                /* double value */
  4.     zend_refcounted  *counted;
  5.     zend_string      *str;
  6.     zend_array       *arr;
  7.     zend_object      *obj;
  8.     zend_resource    *res;
  9.     zend_reference   *ref;
  10.     zend_ast_ref     *ast;
  11.     zval             *zv;
  12.     void             *ptr;
  13.     zend_class_entry *ce;
  14.     zend_function    *func;
  15.     struct {
  16.         uint32_t w1;
  17.         uint32_t w2;
  18.     } ww;
  19. } zend_value;

zend_value中定义的ast、zv、ptr等类型，只给内核自己使用。