PHP内核探索之变量（2）-理解引用_PHP教程

　　这里我们顺便说一句，在你使用debug_zval_dump()等函数查看zval的refcount时，会令zval本身的refcount值加1，所以实际的refcount的值应该是打印出的refcount减1，如下所示：

$src = "string";
debug_zval_dump($src);

结果是：

string(6) "string" refcount(2)

3. 引用初探

同上，我们还是直接上代码，然后一步步分析（这个例子比较简单，为了完整性，我们还是稍微分析一下）：

$a = "simple test";
$b = &a;
$c = &a;
 
$b = 42;
unset($c);
unset($b);

则变量与zval的对应关系如下图所示：（由此可见，unset的作用仅仅是将变量从符号表中删除，并减少对应zval的refcount值）

上图中值得注意的最后一步，在unset($b)之后，zval的is_ref值又变成了0。

那如果是混合了引用（assign-by-reference）和普通赋值(assign-by-value)的脚本，又是什么情况呢？

我们的测试脚本：

(1). 先普通赋值后引用赋值

$a = "src";
$b = $a;
$c = &$b;

具体的过程见下图：

(2). 先引用赋值后普通赋值

$a = "src";
$b = &$a;
$c = $a;

具体过程见下图：

4.　　传递引用

同样，向函数传递的参数也可以以引用的形式传递，这样可以在函数内部修改变量的值。作为实例，我们仍使用2（函数传参）中的脚本，只是参数改为引用的形式：

function do_zval_test(&$s){
    $s = "after";
    return $s;
}
 
$a = "before";
$b = do_zval_test($a);

这与上述函数传参过程基本一致，不同的是，引用的传递使得$a的值发生了变化。而且，在函数调用结束之后 $a的is_ref恢复成0：

可以看出，与普通的值传递相比，引用传递的不同在于：

(1) 第3步 $s = "change";时，并没有为$s新建一个zval，而是与$a指向同一个zval,这个zval的is_ref=1。

(2) 还是第3步。$s = "change";执行后，由于zval的is_ref=1，因此,间接的改变了$a的值

5.　　引用返回

　　PHP支持的另一个特性是引用返回。我们知道，在C/C++中，函数返回值时，实际上会生成一个值的副本，而在引用返回时，并不会生成副本，这种引用返回的方式可以在一定程度上节省内存和提高效率。而在PHP中，情况并不完全是这样。那么，究竟什么是引用返回呢？PHP手册上是这么说的："引用返回用在当想用函数找到引用应该被绑定在哪一个变量上面时"，是不是一头雾水，完全不知所云？其实，英文手册上是这样描述的"Returning by reference is useful when you want to use a function to find to which variable a reference should be bound"。提取文中的主干和关键点，我们可以得到这样的信息：

（1）. 引用返回是将引用绑定在一个变量上。

（2）. 这个变量不是确定的，而是通过函数得到的（否者我们就可以使用普通的引用了）。

这其实也说明了引用返回的局限性：函数必须返回一个变量，而不能是一个表达式，否者就会出现类似下面的问题：

PHP Notice:  Only variable references should be returned by reference in xxx(参看PHP手册中的Note).

那么，引用返回时如何工作的呢？例如，对于如下的例子：

function &find_node($key,&$tree){
    $item = &$tree[$key];
    return $item;
} 
 
$tree = array(1=>'one',2=>'two',3=>'three');
$node =& find_node(3,$tree);
$node ='new';

Zend都做了哪些工作呢？我们一步步来看。

(1). $tree = array(1=>'one',2=>'two',3=>'three')

同之前一样，这会在Global symbol table中添加tree这个symbol，并生成该变量的zval。同时，为数组$tree的每个元素都生成相应的zval：

tree: (refcount=1, is_ref=0)=array (
    1 => (refcount=1, is_ref=0)='one',
    2 => (refcount=1, is_ref=0)='two',
    3 => (refcount=1, is_ref=0)='three'
)

如下图所示：

（2）. find_node(3,&$tree)

　　由于函数调用，Zend会进入函数的内部，创建该函数的内部symbol table，同时，由于传递的参数是引用参数，因此zval的is_ref被标志为1，而refcount的值增加为3（分别是全局tree,内部tree和函数堆栈）：

（3）$item = &$tree[$key];

　　由于item是$tree[$key]的引用（在本例的调用中，$key是3），因而更新$tree[$key]指向zval的is_ref和refcount值：

（4）return $item，并执行引用绑定：

（5）函数返回，销毁局部符号表。

　　tree对应的zval的is_ref恢复了0，refcount=1,$tree[3]被绑定在了$node变量上，对该变量的任何改变都会间接更改$tree[3]:

（6） 更改$node的值，会反射到$tree的节点上，$node ="new'：

Note:为了使用引用返回，必须在函数定义和函数调用的地方都显式的使用&符号。

6. Global关键字

PHP中允许我们在函数内部使用Global关键字引用全局变量（不加global关键字时引用的是函数的局部变量），例如：

$var = "outside";
function inside()
{
    $var = "inside";
    echo $var;
    global $var;
    echo $var;
}
 
inside();

输出为insideoutside

我们只知道global关键字建立了一个局部变量和全局变量的绑定，那么具体机制是什么呢？

使用如下的脚本测试：

$var = "one";      
function update_var($value){
         global $var;
         unset($var);
         global $var;
         $var = $value;
}
 
update_var('four');
echo $var;

具体的分析过程为：

（1）.$var = 'one';

同之前一样，这会在全局的symbol table中添加var符号,并创建相应的zval：

(2).update_var("four')

由于直接传递的是string而不是变量，因而会创建一个zval,该zval的is_ref=0,ref_count=2(分别是形参$value和函数的堆栈)，如下所示：

（3）global $var

　　global $var这句话，实际上会执行两件事情:

(1).在函数内部的符号表中插入局部的var符号

(2).建立局部$var与全局变量$var之间的引用.

（4）unset($var);

这里要注意的是，unset只是删除函数内部符号表中var符号，而不是删除全局的。同时，更新原zval的refcount值和is_ref引用标志（引用解绑）：

(5).global $var

同3，再次建立局部$var与全局的$var的引用：

（6）$var = $value;

　　更改$var对应的zval的值，由于引用的存在，全局的$var的值也随之改变：

（7）函数返回，销毁局部符号表（又回到最初的起点，但，一切已经大不一样了）：

据此，我们可以总结出global关键字的过程和特性：

四、回到最初的问题

现在，我们对引用已经有了一个基本的认识。让我们回到最初的问题：

$a = array(1,2,3);
foreach($a as &$v){
     $v *= $v;
}
 
foreach($a as $v){
     echo $v;
}

这之中，究竟发生了什么事情呢？

(1).$a = array(1,2,3);

这会在全局的symbol table中生成$a的zval并且为每个元素也生成相应的zval：

(2). foreach($a as &$v) {$v *= $v;}

这里由于是引用绑定，所以相当于对数组中的元素执行:

$v = &$a[0];
$v = &$a[1];
$v = &$a[2];

执行过程如下:

我们发现，在这次的foreach执行完毕之后，$v = &$a[2].

（3）第二次foreach循环

foreach($a as $v){
     echo $v;
}

这次因为是普通的assign-by-value的赋值形式，因此，类似与执行：

$v = $a[0];
$v = $a[1];
$v = $a[2];

别忘了$v现在是$a[2]的引用，因此，赋值的过程会间接更改$a[2]的值。

过程如下：

因此，输出结果应该为144.

附：本文中的zval的调试方法。

如果要查看某一过程中zval的变化，最好的办法是在该过程的前后均加上调试代码。例如

$a = 123;
xdebug_debug_zval('a');
$b=&$a;
xdebug_debug_zval('a');

配合画图，可以得到一个直观的zval更新过程。

参考文献：

由于写作匆忙，文中难免会有错误之处，欢迎指出探讨。

http://www.bkjia.com/PHPjc/925223.htmlwww.bkjia.comtruehttp://www.bkjia.com/PHPjc/925223.htmlTechArticlePHP内核探索之变量（2）-理解引用 本文主要内容： 引论符号表与zval引用原理回到最初的问题 一、引论 很久之前写了一篇关于引用的文章，...