以前面試的時候面試官問過php中變量是如何實現的，遺憾的是隻答道了大概是用結構體實現的。這篇文章是谷歌以後以爲總結 的比較到位的，故轉載進而學習之。html
PHP中的數據類型node
相對於 C、 C++、 Java等其餘編程語言，PHP 是一個弱類型的語言，意味着當咱們要使用一個變量時，不須要去聲明它的類型。這個特性給咱們帶來了不少便利，同時有時也會帶來一些陷阱。那麼，PHP 是真的沒有數據類型這個說法嗎？git
固然不是。在 PHP 官方文檔中將 PHP 中的變量劃分爲三類：標量類型、複雜類型和特殊類型。標量類型包括布爾型（bool）、整型（int）、浮點型（float）和字符串（string）；複雜類型包括數組（array）和對象（object）；特殊類型包括 NULL 和資源（resource）。因此說 PHP 的變量細分的話，有 8 種數據類型。github
總所周知，PHP 的底層是用 C 語言實現的。咱們的 PHP 腳本會通過 Zend 引擎解析爲 C 代碼再執行。那麼，一個 PHP 的變量，在 C 語言上是怎麼表示的呢？它最終會被解析成什麼樣呢？web
答案就是 zval。 無論什麼類型的 PHP 變量，在 PHP 源代碼中統一用一個叫作 zval 的結構表示。 zval 能夠看作是 PHP 變量在 C 代碼中的容器，它存儲了這個變量的值、類型等相關信息。面試
那麼咱們就看一下 zval 的基本結構（須要一點 C 語言的基本知識）。算法
zval的基本結構編程
在 PHP 源代碼中 zval 這個結構是一個名叫 _zval_struct 的結構體（struct），具體定義在源代碼的 Zend/zend.h 文件中，下面是相關代碼的摘錄:數組
struct _zval_struct {
zvalue_value value; /* value */
zend_uint refcount__gc; /* value of ref count */
zend_uchar type; /* active type */
zend_uchar is_ref__gc; /* if it is a ref variable */
};
typedef struct _zval_struct zval;
也就是說，在 PHP 的源碼中，就用這一個結構體表示 PHP 中各類類型的變量，而且還能夠實現其餘的一些功能，例如垃圾回收（GC：Grabage Collection）。
能夠看到它由 4 個字段構成，分別表示這個變量的某個信息。
value 用來表示變量的實際值，具體來講它是一個 zvalue_value 的聯合體（union）:
typedef union _zvalue_value {
long lval; /* long value */
double dval; /* double value */
struct { /* string */
char *val;
int len;
} str;
HashTable *ht; /* hash table value,used for array */
zend_object_value obj; /* object */
} zvalue_value;
能夠看到 _zvalue_value 中只有 5 個字段，可是 PHP 中有 8 種數據類型，那麼如何用 5 個字段表示 8 種類型呢？
這算是 PHP 設計比較巧妙的一個地方，它經過複用字段達到了減小字段的目的。例如，在 PHP 內部布爾型、整型及資源（只要存儲資源的標識符便可）都是經過 lval 字段存儲的；dval 用於存儲浮點型；str 存儲字符串；ht 存儲數組(注意 PHP 中的數組實際上是哈希表)；而 obj 存儲對象類型；若是全部字段所有置爲 0 或 NULL則表示 PHP 中的 NULL，這樣就達到了用 5 個字段存儲 8 種類型的值。
從它的後綴 gc 能夠看到，這個字段是和垃圾回收相關的。
它其實是一個計數器，用來保存有多少變量指向該zval。在變量生成時，置爲1，也就是 refcount = 1。
對變量進行不一樣的操做會改變它的值。典型的賦值操做如 b 會使 refcount 加 1，而 unset() 操做會相應的減 1。
經過判斷它的值能夠進行垃圾回收。在 PHP5.3 以前，使用引用計數的機制來實現 GC：若是一個 zval 的 refcount 減爲 0，那麼 Zend 引擎會認爲沒有任何變量指向該 zval，就會釋放該 zval 所佔的內存空間。但僅僅使用引用計數機制沒法釋放掉循環引用的 zval，這是就會致使內存泄露（Memory Leak）。
在 5.3 之前，這個字段的名字還叫作 refcount，5.3 之後，在引入新的垃圾回收算法來對付循環引用，做者加入了大量的宏來操做 refcount，爲了能讓錯誤更快的顯現，因此更名爲 refcount__gc， 迫使你們都使用宏來操做 refcount。
相似的， 還有第四個字段 is_ref， 這個值表示了 PHP 中的一個類型是不是引用。
想了解 PHP 的垃圾回收機制，能夠參考這篇博客：PHP的垃圾回收機制
注：變量，也能夠被稱爲符號，symbol。全部的符號都存在符號表（symbol table）中, 不一樣的做用域使用不一樣的符號表，關於這一點，這篇博客進行了講解。
這個字段用於代表變量屬於 PHP 8 種類型的哪一種。在 zend 內部，這些類型對應於下面的宏（代碼位置 phpsrc/Zend/zend.h）：
#define IS_NULL 0
#define IS_LONG 1
#define IS_DOUBLE 2
#define IS_BOOL 3
#define IS_ARRAY 4
#define IS_OBJECT 5
#define IS_STRING 6
#define IS_RESOURCE 7
#define IS_CONSTANT 8
#define IS_CONSTANT_ARRAY 9
#define IS_CALLABLE 10
這個字段用於標記變量是不是引用變量。對於普通的變量，該值爲 0，而對於引用型的變量，該值爲 1。這個變量會影響 zval 的共享、分離等。它也和 PHP 的垃圾回收有關。
上述的 zval 結構，隨着時間的發展，暴露出許多問題，例如佔用空間大（24 字節）、不支持拓展、 對象和引用效率差等，因此在 PHP7 的時候，對 zval 進行了較大的改變，如今它的結構是這樣的：
struct _zval_struct {
union {
zend_long lval; /* long value */
double dval; /* double value */
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;
} 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 var_flags;
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 */
} u2;
};
雖然看起來變得好大，但其實仔細看，它的字段都是聯合體，這個新的 zval 在 64 位環境下，只須要 16 個字節（2 個指針 size）。PHP7 中的 zval，已經變成了一個值指針，它要麼保存着原始值，要麼保存着指向一個保存原始值的指針。
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