深入理解PHP内核(五)变量及数据类型-变量的结构和类型

原文链接:http://www.orlion.ga/238/

编程语言的类型可以分为强类型和弱类型两种，PHP是弱类型语言，但是C语言是强类型语言。在官网PHP实现内部，所有变量使用同一种数据结构(zval)来保存，这个结构表示PHP中的各种数据类型，它不仅包含变量的值，也包含变量的类型。这就是PHP弱类型的核心。

那zval结构是如何实现弱类型的呢?

一、PHP变量类型及存储结构

 

PHP在声明和使用变量的时候，并不需要指明其数据类型，PHP是弱类型语言，但是PHP有类型，PHP有八中数据类型，可以分成三类：标量类型:boolean、integer、float(double) string；复合类型：array、object；特殊类型：resource、NULL

C语言是如何实现PHP中的弱类型的呢？

1、变量存储结构

变量的值存储到如下所示的zval结构体中，zval结构体定义在Zend/zend.h文件，其结构如下：

typedef struct _zval_struct zval;
...
struct _zval_struct {
    /* Variable information */
    zvalue_value value;     /* value */
    zend_uint refcount__gc;
    zend_uchar type;    /* active type */
    zend_uchar is_ref__gc;
};

zval结构体中有四个字段，其含义分别为：

属性名	含义	默认值
refcount_gc	表示引用计数	1
is_ref_gc	表示是否为引用	0
value	存储变量的值
type	变量具体的类型

在PHP5.3之后，引入了新的垃圾回收机制，引用计数和引用的字段名改为refcout_gc和is_ref_gc在此之前为refcount和is_ref.

变量的值存储在另外一个结构体zvalue_value，值存储见下面的介绍。

2、变量类型

zval结构体的type字段就是实现弱类型最关键的字段了，type的值可以为：IS_NULL、IS_BOOL、IS_LONG、IS_DOUBLE、IS_STRING、IS_OBJECT和IS_RESOURCE之一。除此之外和它们定义在一起的类型还有IS_CONSTANT、IS_CONSTANT_ARRAY。

二、变量的值存储

 

前面提到变量的值存储在zvalue_value联合体中，结构体定义如下：

typedef union _zvalue_value {
    long lval;                  /* long value */
    double dval;                /* double value */
    struct {
        char *val;
        int len;
    } str;
     HashTable *ht;              /* hash table value */
    zend_object_value obj;
} zvalue_value;

    各种类型的数据会使用不同的方法来进行变量值的存储，其对应赋值方式如下：

一般类型：

变量类型	宏
boolean	ZVAL_BOOL	布尔型/整型的变量值存储于(zval).value.lval中，其类型也会 以相应的IS_*进行存储
integer	ZVAL_LONG
float	ZVAL_DOUBLE	Z_TYPE_P(z)=IS_BOOL/LONG;Z_LVAL_P(z)=(b)!=0;
null	ZVAL_NULL	NULL值的变量值不需要存储，只需要把(zval).type标为IS_NUL Z_TYPE_P(z)=IS_NULL；
resource	ZVAL_RESOURCE	资源类型的存储与其他一般变量无异，但其初始化及存储实现则不 同Z_TYPE_P(z) = IS_RESOURCE; Z_LVAL_P(z) = 1;

字符串

字符串的类型标示和其他数据类型一样，不过在存储字符串时多了一个字符串长度的字段。

struct {
    char *val;
    int len;
} str;

（存储字符串长度是因为字符串的操作十分频繁，有利于节省时间，是空间换时间的做法）

数组Array

    数组是PHP中最常用也是最强大变量类型。数组的值存储在zvalue_value.ht字段中，它是一个HashTable类型的数据。PHP数组使用哈希表来存储关联数据。PHP的哈希表实现中使用了两个数据结构HashTable和Bucket。PHP所有的工作都是由哈希表实现。

对象Object

    PHP的对象是一种复合型的数据，使用一种zend_object_value的结构体来存放，其定义如下

typedef struct _zend_object_value {
    zend_object_handle handle;  //  unsigned int„类型，EG(objects_store).object_buckets的索引
    zend_object_handlers *handlers;
} zend_object_value;

PHP的对象只有在运行时才会被创建，前面介绍了EG宏，这是一个全局结构体由于保存在运行时的数据。其中就包括了用来保存所有被创建的对象的对象池，EG(objects_store)，而object对象值内容的zend_object_handle域就是当前对象在对象池中所在的索引，handlers字段则是将对象进行操作时的处理函数保存起来。

PHP的弱变量容器的实现方式是兼容并包的形式体现。