php5数组与php7数组区别
http://ju.outofmemory.cn/entry/197064
http://www.fzb.me/2015-9-16-php7-implementation-hashtable.html
http://ju.outofmemory.cn/entry/154095
http://www.laruence.com/2009/08/23/1065.html
https://github.com/laruence/php7-internal/blob/master/zval.md
https://github.com/laruence/php7-internal/blob/master/zval.md
https://github.com/laruence/php7-internal/blob/master/zval.md
https://github.com/laruence/php7-internal/blob/master/zval.md
http://coolshell.cn/articles/11377.html
http://0x1.im/blog/php/Internal-value-representation-in-PHP-7-part-1.html
http://www.supmen.com/vnzdw8op3r.html
https://segmentfault.com/a/1190000004124429
http://www.csdn.net/article/2015-09-16/2825720
http://blog.jobbole.com/96689/
http://www.cnblogs.com/yanlingyin/archive/2011/12/07/2278961.html
http://blog.csdn.net/itianyi/article/details/8593391
http://www.laruence.com/2008/08/19/338.html
http://bestphper.com/archives/75
http://www.jianshu.com/p/9f1ae9840847
https://github.com/laruence/php7-internal/pull/28/files?diff=split#diff-0e5d955754f7e87c931aa5e4f669881eL44
php5数组的相关结构体
typedef struct _hashtable {
uint nTableSize;//4 哈希表中Bucket的槽的数量,初始值为8,每次resize时以2倍速度增长
uint nTableMask;//4 nTableSize-1 , 索引取值的优化
uint nNumOfElements;//4 哈希表中Bucket中当前存在的元素个数,count()函数会直接返回此值
ulong nNextFreeElement;//4 下一个数字索引的位置
Bucket *pInternalPointer; /* Used for element traversal 4*/ 当前遍历的指针(foreach比for快的原因之一) 用于元素遍历
Bucket *pListHead;//4 存储数组头元素指针
Bucket *pListTail;//4 存储数组尾元素指针
Bucket **arBuckets;//4 //指针数组,数组中每个元素都是指针 存储hash数组
dtor_func_t pDestructor;//4 在删除元素时执行的回调函数,用于资源的释放 /* persistent 指出了Bucket内存分配的方式。如果persisient为TRUE,则使用操作系统本身的内存分配函数为Bucket分配内存,否则使用PHP的内存分配函数。*/
zend_bool persistent;//1
unsigned char nApplyCount;//1 标记当前hash Bucket被递归访问的次数(防止多次递归)
zend_bool bApplyProtection;//1 标记当前hash桶允许不允许多次访问,不允许时,最多只能递归3次
#if ZEND_DEBUG
int inconsistent;//4
#endif
} HashTable; typedef struct bucket {
ulong h; /* Used for numeric indexing 4字节 */ 对char *key进行hash后的值,或者是用户指定的数字索引值/* Used for numeric indexing */
uint nKeyLength; /* The length of the key (for string keys) 4字节 字符串索引长度,如果是数字索引,则值为0 */
void *pData; /* 4字节 实际数据的存储地址,指向value,一般是用户数据的副本,如果是指针数据,则指向pDataPtr*/ //这里又是个指针,zval存放在别的地方
void *pDataPtr; /* 4字节 引用数据的存储地址,如果是指针数据,此值会指向真正的value,同时上面pData会指向此值 */
struct bucket *pListNext; /* PHP arrays are ordered. This gives the next element in that order4字节 整个哈希表的该元素的下一个元素*/
struct bucket *pListLast; /* and this gives the previous element 4字节 整个哈希表的该元素的上一个元素*/
struct bucket *pNext; /* The next element in this (doubly) linked list 4字节 同一个槽,双向链表的下一个元素的地址 */
struct bucket *pLast; /* The previous element in this (doubly) linked list 4字节 同一个槽,双向链表的上一个元素的地址*/
char arKey[]; /* Must be last element 1字节 保存当前值所对于的key字符串,这个字段只能定义在最后,实现变长结构体*/
} Bucket;
数组的初始化
ZEND_API int _zend_hash_init(HashTable *ht, uint nSize, hash_func_t pHashFunction,dtor_func_t pDestructor, zend_bool persistent ZEND_FILE_LINE_DC)
{
uint i = ;
//...
if (nSize >= 0x80000000) {
/* prevent overflow */
ht->nTableSize = 0x80000000;
} else {
while ((1U << i) < nSize) {
i++;
}
ht->nTableSize = << i;
}
// ...
ht->nTableMask = ht->nTableSize - ; /* Uses ecalloc() so that Bucket* == NULL */
if (persistent) {
tmp = (Bucket **) calloc(ht->nTableSize, sizeof(Bucket *));//sizeof(Bucket *)大小为4,也就是分配ht->nTableSise个指针
if (!tmp) {
return FAILURE;
}
ht->arBuckets = tmp;
} else {
tmp = (Bucket **) ecalloc_rel(ht->nTableSize, sizeof(Bucket *));
if (tmp) {
ht->arBuckets = tmp;
}
} return SUCCESS;
}
数组的插入、更新
ZEND_API int _zend_hash_add_or_update(HashTable *ht, const char *arKey, uint nKeyLength, void *pData, uint nDataSize, void **pDest, int flag ZEND_FILE_LINE_DC)
{
//...省略变量初始化和nKeyLength <=0 的异常处理 h = zend_inline_hash_func(arKey, nKeyLength);
nIndex = h & ht->nTableMask; p = ht->arBuckets[nIndex];
while (p != NULL) {
if ((p->h == h) && (p->nKeyLength == nKeyLength)) {
if (!memcmp(p->arKey, arKey, nKeyLength)) { // 更新操作
if (flag & HASH_ADD) {
return FAILURE;
}
HANDLE_BLOCK_INTERRUPTIONS(); //..省略debug输出
if (ht->pDestructor) {
ht->pDestructor(p->pData);
}
UPDATE_DATA(ht, p, pData, nDataSize);
if (pDest) {
*pDest = p->pData;
}
HANDLE_UNBLOCK_INTERRUPTIONS();
return SUCCESS;
}
}
p = p->pNext;
} p = (Bucket *) pemalloc(sizeof(Bucket) - 1 + nKeyLength, ht->persistent); //为Bucket分配内存,这时候的内存是不连续的,在print数组时,是在链表中挨个打印,内存地址是随机的,不能使用到内存的局部性
if (!p) {
return FAILURE;
}
memcpy(p->arKey, arKey, nKeyLength);
p->nKeyLength = nKeyLength;
INIT_DATA(ht, p, pData, nDataSize);
p->h = h;
CONNECT_TO_BUCKET_DLLIST(p, ht->arBuckets[nIndex]); //Bucket双向链表操作
if (pDest) {
*pDest = p->pData;
} HANDLE_BLOCK_INTERRUPTIONS();
CONNECT_TO_GLOBAL_DLLIST(p, ht); // 将新的Bucket元素添加到数组的链接表的最后面
ht->arBuckets[nIndex] = p;
HANDLE_UNBLOCK_INTERRUPTIONS(); ht->nNumOfElements++;
ZEND_HASH_IF_FULL_DO_RESIZE(ht); /* 如果此时数组的容量满了,则对其进行扩容。*/
return SUCCESS;
}
php5 bucket中的zval只是一個指針,因此還要多分配一個指針,而php7是直接在bucket中存儲zval
ht->nTableMask的大小为ht->nTableSize -1。 这里使用&操作而不是使用取模,这是因为是相对来说取模操作的消耗和按位与的操作大很多。
nTableMask的作用就是将哈希值映射到槽位所能存储的索引范围内。 例如:某个key的索引值是21, 哈希表的大小为8,则mask为7,则求与时的二进制表示为: 10101 & 111 = 101 也就是十进制的5。 因为2的整数次方-1的二进制比较特殊:后面N位的值都是1,这样比较容易能将值进行映射, 如果是普通数字进行了二进制与之后会影响哈希值的结果。那么哈希函数计算的值的平均分布就可能出现影响。
由于php7中的bucket直接存储zval
例如
mystr = estrdup("Forty Five");
add_next_index_string(return_value, mystr);
ZEND_API int add_next_index_string(zval *arg, const char *str) /* {{{ */
{
zval tmp; ZVAL_STRING(&tmp, str);
return zend_hash_next_index_insert(Z_ARRVAL_P(arg), &tmp) ? SUCCESS : FAILURE;
} #define ZVAL_STRINGL(z, s, l) do { \
ZVAL_NEW_STR(z, zend_string_init(s, l, )); \
} while () //zend_string_init 本身是从堆中分配的内存
static zend_always_inline zend_string *zend_string_init(const char *str, size_t len, int persistent)
{
zend_string *ret = zend_string_alloc(len, persistent); memcpy(ZSTR_VAL(ret), str, len);
ZSTR_VAL(ret)[len] = '\0';
return ret;
} static zend_always_inline zend_string *zend_string_alloc(size_t len, int persistent)
{
zend_string *ret = (zend_string *)pemalloc(ZEND_MM_ALIGNED_SIZE(_ZSTR_STRUCT_SIZE(len)), persistent); GC_REFCOUNT(ret) = ; /* optimized single assignment */
GC_TYPE_INFO(ret) = IS_STRING | ((persistent ? IS_STR_PERSISTENT : ) << ); zend_string_forget_hash_val(ret);
ZSTR_LEN(ret) = len;
return ret;
} #define ZVAL_NEW_STR(z, s) do { \
zval *__z = (z); \
zend_string *__s = (s); \
Z_STR_P(__z) = __s; \
Z_TYPE_INFO_P(__z) = IS_STRING_EX; \
} while () struct _zend_string {
zend_refcounted_h gc;
zend_ulong h; /* hash value */
size_t len;
char val[];
};
php7数组结构体
typedef struct _HashTable {
union {
struct {
ZEND_ENDIAN_LOHI_3(
zend_uchar flags,
zend_uchar nApplyCount, /* 循环遍历保护 */
uint16_t reserve)
} v;
uint32_t flags;
} u;
uint32_t nTableSize; /* hash表的大小 HashTable的大小,始终为2的指数(8,16,32,64...)。最小为8,最大值根据机器不同而不同*/
uint32_t nTableMask; /* 掩码,用于根据hash值计算存储位置,永远等于nTableSize-1 */
uint32_t nNumUsed; /* arData数组已经使用的数量 */
uint32_t nNumOfElements; /* hash表中元素个数 */
uint32_t nInternalPointer; /* 用于HashTable遍历 */
zend_long nNextFreeElement; /* 下一个空闲可用位置的数字索引 */
Bucket *arData; /* 存放实际数据 */
uint32_t *arHash; /* Hash表 */
dtor_func_t pDestructor; /* 析构函数 */
} HashTable; typedef struct _Bucket {
zval val;
zend_ulong h; /* hash value (or numeric index) */
zend_string *key; /* string key or NULL for numerics */
} Bucket;
存储中,最关键的两个是两个指针*arData和*arHash。其中,arData是Bucket的实际存储位置,在HashTable初始化的时候,会分配一块连续的能连续存放nTableSize个Bucket的内存,因此在使用时可以将其当作数组访问:arData[0], arData1……;arHash是一个nTableSize大小的数组,元素的key在hash之后落在0~(nTableSize-1)之间,这个数组是arData的索引,用于根据hash值迅速找到其对应的元素。
数组初始化
ZEND_API void ZEND_FASTCALL _zend_hash_init(HashTable *ht, uint32_t nSize, dtor_func_t pDestructor, zend_bool persistent ZEND_FILE_LINE_DC)
{
GC_REFCOUNT(ht) = ;
GC_TYPE_INFO(ht) = IS_ARRAY;
ht->u.flags = (persistent ? HASH_FLAG_PERSISTENT : ) | HASH_FLAG_APPLY_PROTECTION | HASH_FLAG_STATIC_KEYS;
ht->nTableSize = zend_hash_check_size(nSize);
ht->nTableMask = HT_MIN_MASK;
HT_SET_DATA_ADDR(ht, &uninitialized_bucket); //在這裏已經為ht->arData分配內存,而有些文章上說在這個函數裏,ht->arData不會被初始化
ht->nNumUsed = ;
ht->nNumOfElements = ;
ht->nInternalPointer = HT_INVALID_IDX;
ht->nNextFreeElement = ;
ht->pDestructor = pDestructor;
}
#define HT_SET_DATA_ADDR(ht, ptr) do { \
(ht)->arData = (Bucket*)(((char*)(ptr)) + HT_HASH_SIZE((ht)->nTableMask)); \ 最少分配8个bucket
} while ()
插入,更新
static zend_always_inline zval *_zend_hash_add_or_update_i(HashTable *ht, zend_string *key, zval *pData, uint32_t flag ZEND_FILE_LINE_DC)
{
zend_ulong h;
uint32_t nIndex;
uint32_t idx;
Bucket *p; IS_CONSISTENT(ht); if (UNEXPECTED(!(ht->u.flags & HASH_FLAG_INITIALIZED))) { /* 检查hashtable是否初始化 */
CHECK_INIT(ht, );
goto add_to_hash;
} else if (ht->u.flags & HASH_FLAG_PACKED) { /* ? */
zend_hash_packed_to_hash(ht);
} else if ((flag & HASH_ADD_NEW) == ) { /* 新增 */
p = zend_hash_find_bucket(ht, key); /* 根据key查是否已经存在 */ if (p) { /* 当前的key已经存在 */
zval *data; if (flag & HASH_ADD) { /* key已经存在产生添加冲突,退出 */
return NULL;
}
ZEND_ASSERT(&p->val != pData); /* key存在的情况下,值不一样做更新操作 */
data = &p->val;
if ((flag & HASH_UPDATE_INDIRECT) && Z_TYPE_P(data) == IS_INDIRECT) {
data = Z_INDIRECT_P(data);
}
HANDLE_BLOCK_INTERRUPTIONS();
if (ht->pDestructor) {
ht->pDestructor(data); /* 释放掉原来的data */
}
ZVAL_COPY_VALUE(data, pData); /* 将新的pData值复制给原来的data */
HANDLE_UNBLOCK_INTERRUPTIONS();
return data;
}
} ZEND_HASH_IF_FULL_DO_RESIZE(ht); /* If the Hash table is full, resize it */ add_to_hash:
HANDLE_BLOCK_INTERRUPTIONS();
idx = ht->nNumUsed++; /* 已使用计数+1,并且用老的位置来做为索引 */
ht->nNumOfElements++; /* 元素个数加1 */
if (ht->nInternalPointer == INVALID_IDX) {
ht->nInternalPointer = idx;
}
p = ht->arData + idx; /* 指针加法移位 */
p->h = h = zend_string_hash_val(key); /* 计算key的hash值 */
p->key = key;
zend_string_addref(key);
ZVAL_COPY_VALUE(&p->val, pData);
nIndex = h & ht->nTableMask; /* 与tablemask进行计算得出hash索引 */
Z_NEXT(p->val) = ht->arHash[nIndex]; /* 新的元素的hash冲突链表的next指向当前冲突链表的首部元素 */
ht->arHash[nIndex] = idx; /* 新的元素放到当前hash冲突链表的头部 */
HANDLE_UNBLOCK_INTERRUPTIONS(); return &p->val;
} #define Z_NEXT(zval) (zval).u2.next
php计算hash
static inline ulong zend_inline_hash_func(const char *arKey, uint nKeyLength)
{
register ulong hash = ; /* variant with the hash unrolled eight times */
for (; nKeyLength >= ; nKeyLength -= ) {
hash = ((hash << ) + hash) + *arKey++;
hash = ((hash << ) + hash) + *arKey++;
hash = ((hash << ) + hash) + *arKey++;
hash = ((hash << ) + hash) + *arKey++;
hash = ((hash << ) + hash) + *arKey++;
hash = ((hash << ) + hash) + *arKey++;
hash = ((hash << ) + hash) + *arKey++;
hash = ((hash << ) + hash) + *arKey++;
}
switch (nKeyLength) {
case : hash = ((hash << ) + hash) + *arKey++; /* fallthrough... */
case : hash = ((hash << ) + hash) + *arKey++; /* fallthrough... */
case : hash = ((hash << ) + hash) + *arKey++; /* fallthrough... */
case : hash = ((hash << ) + hash) + *arKey++; /* fallthrough... */
case : hash = ((hash << ) + hash) + *arKey++; /* fallthrough... */
case : hash = ((hash << ) + hash) + *arKey++; /* fallthrough... */
case : hash = ((hash << ) + hash) + *arKey++; break;
case : break;
EMPTY_SWITCH_DEFAULT_CASE()
}
return hash;
}
相对于apache等其他软件使用的time33算法而言,PHP并没有直接乘33,而是使用的hash << 5 + hash,这样比乘法速度更快。从这个函数可以看出来PHP鼓励hash字符串的长度小于等于8位,一般也不会有人把key的长度设置的超过8位吧。说白了就是以空间换时间,哈希的字符串长度大于8位时一次for循环就执行了8次hash
hash的初始值设置成了5381, 相比在Apache中的times算法和Perl中的Hash算法(都采用初始hash为0), 为什么是5381?
这是个神奇的数字,集素数、奇数、缺数为一身,而且它的二进制也很独特。在测试中,5381可以导致哈希碰撞更少,避免雪崩。
case后面的常量表达式实际上只起语句标号作用,而不起条件判断作用,即"只是开始执行处的入口标号". 因此,一旦与switch后面圆括号中表达式的值匹配,就从此标号处开始执行,而且执行完一个case后面的语句后,若没遇到break语句,就自动进入 下一个case继续执行,而不在判断是否与之匹配,直到遇到break语句才停止执行,退出break语句.因此,若想执行一个case分之后立即跳出 switch语句,就必须在此分支的最后添加一个break语句.
HashTable的大小,始终为2的指数(8,16,32,64...)。最小为8,最大值根据机器不同而不同
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