发布于2026-07-20 阅读(0)
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PHP的变量虽然看起来简单,但它的底层实现却相当精巧。今天我们就从基础结构开始,一步步拆解PHP变量的实现原理。
我们都知道PHP的变量是弱类型的,声明的时候无需指定类型。那么这里面具体是怎么实现的呢?这就得从变量的基础结构说起了。
在源码文件 zend_type.h 中,可以看到 zval 的定义:
typedef struct _zval_struct zval;
struct _zval_struct {
zend_value value; /* value */
union {
struct {
ZEND_ENDIAN_LOHI_4(
zend_uchar type, /* active type */
zend_uchar type_flags,
zend_uchar const_flags,
zend_uchar reserved) /* call info for EX(This) */
} v;
uint32_t type_info;
} u1;
union {
uint32_t next; /* hash collision chain */
uint32_t cache_slot; /* literal cache slot */
uint32_t lineno; /* line number (for ast nodes) */
uint32_t num_args; /* arguments number for EX(This) */
uint32_t fe_pos; /* foreach position */
uint32_t fe_iter_idx; /* foreach iterator index */
uint32_t access_flags; /* class constant access flags */
uint32_t property_guard; /* single property guard */
uint32_t extra; /* not further specified */
} u2;
};
zval 的结构由一个保存变量类型的值或指针的 union 联合体 zend_value 以及两个 union 联合体 u1 和 u2 组成。
u1 的作用是保存变量类型及其信息,里面的字段用处如下:
u2.v.type 访问。u2 主要是辅助作用。由于结构体的内存对齐,u2 这块空间有或没有都已经占据空间了,所以干脆利用起来。u2 的辅助字段记录了很多类型信息,这些信息对内部功能有很大好处——要么提升缓存友好性,要么减少内存寻址操作。这里介绍其中部分字段:
zend_value
typedef union _zend_value {
zend_long lval; /* 整型 */
double dval; /* 浮点型 */
zend_refcounted *counted;
zend_string *str;
zend_array *arr;
zend_object *obj;
zend_resource *res;
zend_reference *ref;
zend_ast_ref *ast;
zval *zv;
void *ptr;
zend_class_entry *ce;
zend_function *func;
struct {
uint32_t w1;
uint32_t w2;
} ww;
} zend_value;
从 zend_value 中可以看出,long、double 类型直接存储值,而其它类型都是指针,指向各自的结构。所以,正是由于 zval 这样的结构,PHP 变量在声明时不用显式指定类型——因为不管你赋给变量什么类型的值,它都能帮你找到对应的存储结构。
以值为字符串的变量为例,其结构是这样的:

PHP5

PHP7

可以看到,PHP7 的 zval 总共只占 16 个字节,相比 PHP5 的 48 个字节,节省了很大的内存。此外,在 PHP5 中,所有变量都在堆中申请,但对于临时变量来说,没有必要在堆中申请。所以 PHP7 对此做了优化——临时变量直接在栈中申请。
下面介绍几个常见类型的变量结构,其他更多的类型可以自行查看源码。
整型和浮点型占用空间小,在 zval 中是直接存储的——整型值存在 lval 里,浮点型值存储在 dval 里。
typedef union _zend_value {
zend_long lval; /* 整型 */
double dval; /* 浮点型 */
...
}
PHP 7 中定义了新的字符串结构体:
struct _zend_string {
zend_refcounted_h gc;
zend_ulong h; /* hash value */
size_t len;
char val[1];
};
各字段含义:
array 是 PHP 中非常强大的一个数据结构,它的底层实现就是普通的有序 HashTable,这里简单看下它的结构,后续再具体深入。
typedef struct _zend_array HashTable;
struct _zend_array {
zend_refcounted_h gc;
union {
struct {
ZEND_ENDIAN_LOHI_4(
zend_uchar flags,
zend_uchar nApplyCount,
zend_uchar nIteratorsCount,
zend_uchar consistency)
} v;
uint32_t flags;
} u;
uint32_t nTableMask;
Bucket *arData;
uint32_t nNumUsed;
uint32_t nNumOfElements;
uint32_t nTableSize;
uint32_t nInternalPointer;
zend_long nNextFreeElement;
dtor_func_t pDestructor;
};
PHP7 的对象结构也重新设计了,和 PHP5 的实现有了很大不同。
struct _zend_object {
zend_refcounted_h gc;
uint32_t handle;
zend_class_entry *ce;
const zend_object_handlers *handlers;
HashTable *properties;
zval properties_table[1];
};
几个重要字段:
properties_table 数组中的偏移量,通过偏移量找到对应的属性值。
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