简单对比一下PHP 7 和 PHP 5 中的对象

conanma

发布于 2021-12-02 15:52:31

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发布于 2021-12-02 15:52:31

文章被收录于专栏：正则正则

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 中

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 <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><annotation encoding="application/x-tex">foo 动态设置</annotation></semantics></math>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 <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><semantics><annotation encoding="application/x-tex">this 进行赋值操作。任何对</annotation></semantics></math>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。

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