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简单对比一下PHP 7 和 PHP 5 中的对象

模板之家 2021-9-7 08:53

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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!

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!

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。

1.png

??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。

2.png

??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:"\0class_name\0property_name"
protected 属性:"\0*\0property_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

3.png

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。

4.png

推荐学习:《PHP视频教程》

以上就是简单对比一下PHP 7 和 PHP 5 中的对象的详细内容,更多请关注模板之家(www.mb5.com.cn)其它相关文章!


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