PHP内核探索：变量赋值与销毁

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在强类型的语言当中，当使用一个变量之前，我们需要先声明这个变量。然而，对于PhP程序来说，在使用一个变量时，我们不需要声明，也不需要初始化，直接对其赋值就可以使用，这是如何实现的？

在PhP程序中没有对常规变量的声明操作，如果要使用一个变量，直接进行赋值操作即可。在赋值操作的同时已经进行声明操作。一个简单的赋值操作：

$a = 10;

使用VLD扩展查看其生成的中间具体代码如下为 ASSIGN。依此，我们找到其执行的函数为 ZEND_ASSIGN_SPEC_CV_CONST_hANDLER。（找到这个函数的方法之一：$a为CV，10为CONST，操作为ASSIGN。） CV是PhP程序在5.1后增加的一个在编译期的缓存。如我们在使用VLD查看上面的PhP程序具体代码如下生成的中间具体代码如下时会看到：

compiled vars:  !0 = $a

这个$a变量就是op_type为IS_CV的变量。IS_CV值的设置是在语法解析时进行的。可以参见Zend/zend_complie.c文件中的zend_do_end_variable_parse函数。

在这个函数中，获取这个赋值操作的左值和右值的具体代码如下为：

zval *value = &opline->op2.u.constant;
zval **variable_ptr_ptr = _get_zval_ptr_ptr_cv(&opline->op1, 
                                    EX(Ts), BP_VAR_W TSRMLS_CC);

由于右值为一个数值，我们可以理解为一个常量，则直接取操作数存储的constant字段，关于这个字段的说明将在后面的虚拟机章节说明。左值是通过 _get_zval_ptr_ptr_cv函数获取zval值。这个函数最后的调用顺序为： [_get_zval_ptr_ptr_cv] --> [_get_zval_cv_lookup]

在_get_zval_cv_lookup函数中关键具体代码如下为：

zend_hash_quick_find(EG(active_symbol_table), cv->name, cv->name_len 1, 
                                    cv->hash_value, (void **)ptr)

这是一个hashTable的查找函数，它的作用是从EG(active_symbol_table)中查找名称为cv->name的变量，并将这个值赋值给ptr。最后，这个在符号表中找到的值将传递给ZEND_ASSIGN_SPEC_CV_CONST_hANDLER函数的variable_ptr_ptr变量。

以上是获取左值和右值的过程，在这步操作后将执行赋值操作的核心操作--赋值。赋值操作是通过调用zend_assign_to_variable函数实现。在zend_assign_to_variable函数中，赋值操作分为好几种情况来处理，在程序中就是以几层的if语句体现。

情况一：赋值的左值存在引用（即zval变量中is_ref__gc字段不为0），并且左值不等于右值

这种情形描述起来比较抽象，如下面的示例：

$a = 10;
$b = &$a;
 
xdebug_debug_zval('a');
 
$a = 20;
xdebug_debug_zval('a');

试想，如果我们来做这个$b = &$a;的底层实现，我们可能会这样做：

判断左值是不是已经被引用过了;

左值已经被引用，则不改变左值的引用计数，将右值赋与左值;

事实上，ZE也是用同样的方法来实现，其具体代码如下如下：

if (PZVAL_IS_REF(variable_ptr)) {
    if (variable_ptr!=value) {
        zend_uint refcount = Z_REFCOUNT_P(variable_ptr);
 
        garbage = *variable_ptr;
        *variable_ptr = *value;
        Z_SET_REFCOUNT_P(variable_ptr, refcount);
        Z_SET_ISREF_P(variable_ptr);
        if (!is_tmp_var) {
            zendi_zval_copy_ctor(*variable_ptr);
        }
        zendi_zval_dtor(garbage);
        return variable_ptr;
    }
}

PZVAL_IS_REF(variable_ptr)判断is_ref__gc字段是否为0。在左值不等于右值的情况下执行操作。所有指向这个zval容器的变量的值都变成了*value。并且引用计数的值不变。下面是这种情况的一个示例：

上面的例子的输出结果：

a:
(refcount=2, is_ref=1),int 10
a:
(refcount=2, is_ref=1),int 20

情况二：赋值的左值不存在引用，左值的引用计数为1，左值等于右值

在这种情况下，应该是什么都不会发生吗？看一个示例：

$a = 10;
$a = $a;

看上去真的像是什么都没有发生，左值的引用计数还是1，值仍是10 。然而在这个赋值过程中，$a的引用计数经历了一次加一和一次减一的操作。如以下具体代码如下：

if (Z_DELREF_P(variable_ptr)==0) {  //  引用计数减一操作
        if (!is_tmp_var) {
            if (variable_ptr==value) {
                Z_ADDREF_P(variable_ptr);   //  引用计数加一操作
            }
...//省略

情况三：赋值的左值不存在引用，左值的引用计数为1，右值存在引用

用一个PhP程序的示例来描述一下这种情况：

$a = 10;
$b = &$a;
$c = $a;

这里的$c = $a;的操作就是我们所示的第三种情况。对于这种情况，ZEND内核直接创建一个新的zval容器，左值的值为右值，并且左值的引用计数为1。也就是说，这种情形$c不会与$a指向同一个zval。其内核实现具体代码如下如下：

garbage = *variable_ptr;
*variable_ptr = *value;
INIT_PZVAL(variable_ptr);   //  初始化一个新的zval变量容器
zval_copy_ctor(variable_ptr);   
zendi_zval_dtor(garbage);
return variable_ptr;

在这个例子中，若将 $c = $a; 换成 $c = &$a;，$a，$b和$c三个变量的引用计数会发生什么变化？将 $b = &$a; 换成 $b = $a; 呢？

情况四：赋值的左值不存在引用，左值的引用计数为1，右值不存在引用

这种情形如下面的例子：

$a = 10;
$c = $a;

这时，右值的引用计数加上，一般情况下，会对左值进行垃圾收集操作，将其移入垃圾缓冲池。垃圾缓冲池的功能是在PhP程序5.3后才有的。在PhP程序内核中的具体代码如下体现为：

Z_ADDREF_P(value);  //  引用计数加1
*variable_ptr_ptr = value;
if (variable_ptr != &EG(uninitialized_zval)) {
    GC_REMOVE_ZVAL_FROM_BUFFER(variable_ptr);   //  调用垃圾收集机制
    zval_dtor(variable_ptr);
    efree(variable_ptr);    //  释放变量内存空间
}
return value;

情况五：赋值的左值不存在引用，左值的引用计数为大于0，右值存在引用，并且引用计数大于0

一个演示这种情况的PhP程序示例：

$a = 10;
$b = $a;
$va = 20;
$vb = &$va;
 
$a = $va;

最后一个操作就是我们的情况五。使用xdebug看引用计数发现，最终$a变量的引用计数为1，$va变量的引用计数为2，并且$va存在引用。从源码层分析这个原因：

ALLOC_ZVAL(variable_ptr);   //  分配新的zval容器
*variable_ptr_ptr = variable_ptr;
*variable_ptr = *value;
zval_copy_ctor(variable_ptr);
Z_SET_REFCOUNT_P(variable_ptr, 1);  //  设置引用计数为1

从具体代码如下可以看出是新分配了一个zval容器，并设置了引用计数为1，印证了我们之前的例子$a变量的结果。

除上述五种情况之外，zend_assign_to_variable函数还对全部的临时变量做了处理。变量赋值的各种操作全部由此函数完成。

变量的销毁

在PhP程序中销毁变量最常用的方法是使用unset函数。 unset函数并不是一个真正意义上的函数，它是一种语言结构。在使用此函数时，它会根据变量的不同触发不同的操作。

一个简洁的例子：

$a = 10;
unset($a);

使用VLD扩展查看其生成的中间具体代码如下：

compiled vars:  !0 = $a
line     # *  op                           fetch          ext  return  operands
---------------------------------------------------------------------------------
   2     0  >   EXT_STMT
         1      ASSIGN                                                   !0, 10
   3     2      EXT_STMT
         3      UNSET_VAR                                                !0
         4    > RETURN                                                   1

去掉关于赋值的中间具体代码如下，得到unset函数生成的中间具体代码如下为 UNSET_VAR，由于我们unse的是一个变量，在Zend/zend_vm_execute.h文件中查找到其最终调用的执行中间具体代码如下的函数为： ZEND_UNSET_VAR_SPEC_CV_hANDLER 关键具体代码如下具体代码如下如下：

target_symbol_table = zend_get_target_symbol_table(opline, EX(Ts),
        BP_VAR_IS, varname TSRMLS_CC);
    if (zend_hash_quick_del(target_symbol_table, varname->value.str.val,
            varname->value.str.len 1, hash_value) == SUCCESS) {
        ...//省略
    }

程序会先获取目标符号表，这个符号表是一个hashTable，然后将我们需要unset掉的变量从这个hashTable中删除。

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