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从PHP的引用BUG谈开去

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发布： 2016-06-06 20:07:12

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大蛇写这篇文章是因为TIPI上关于PHP写时复制（Copy-On-Write）问题被同事发到群里，引起了我的兴趣。下面就把这个问题说出来，大家想想为什么： ?php$foo['love']= 1;$bar= $tipi= $foo;$tipi['love']= '2';echo $foo['love']; // 输出 2 相信很多人会认为这

大蛇写这篇文章是因为TIPI上关于PHP写时复制（Copy-On-Write）问题被同事发到群里，引起了我的兴趣。下面就把这个问题说出来，大家想想为什么：

<?php
$foo['love']	= 1;
$bar			= &$foo['love'];
$tipi			= $foo;
$tipi['love']		= '2';
echo $foo['love']; // 输出 2

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相信很多人会认为这是一个bug，为什么$foo['love']的值会被改变？在官方的邮件列表中，这个问题也被讨论烂了，与其说是特性，我更愿意说它是个bug。因为一切有可能挖坑的动作都应该被规避。

为什么会有这样的差异？我们从这里谈开去。

变量类型：
PHP的变量类型有8种，其中NULL和resource是特殊类型，我们常用的有简单类型：int, float, string, boolean，和复合类型：array, object。
何谓简单类型？何谓复合类型？我们来看一看PHP是怎样实现变量的。

typedef union _zvalue_value {
	long lval;					/* long value */
	double dval;				/* double value */
	struct {
		char *val;
		int len;
	} str;
	HashTable *ht;				/* hash table value */
	zend_object_value obj;
} zvalue_value;
typedef struct _zval_struct zval;
struct _zval_struct {
	zvalue_value value;
	zend_uint refcount__gc;
	zend_uchar type;
	zend_uchar is_ref__gc;
};

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如上，定义了联合体zvalue_value和结构体zval。
zval是变量的结构，而zval_value就是zval的值。
在zval中type表示数据的类型，他们是：

#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

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3(IS_BOOL)及以下类型可以通过联合体 zvalue_value其中的一项来表述，布尔和整型保存在lval中，浮点和双精度浮点保存在double中，NULL是无需保存的，只要type设为IS_NULL就行了。剩下的则麻烦点，比如字符串型的存在struct str中，分别保存字符串和长度，也就是说我们使用 strlen会直接返回长度而无需重新计算字符串长度。数组保存在哈希表ht中，而对象则保存在 obj中。
复合型的变量，如$array['foo']=888;，$array的类型是 IS_ARRAY，而$array['foo']的类型则是IS_LONG，在$array中实际保存的并非888，而是指向$array['foo']的指针。也就是说array的值实际上是一个指针的集合。

我们再看zval中的refcount__gc和 is_ref__gc。refcount__gc是一个计数器，而is_ref__gc则表示该变量是否为引用。那么
$a = &$b; $c=1;
的情况下，$a和$b的is_ref__gc值均为1；$c的is_ref__gc的值为0。
那么refcount__gc在什么时候用呢？那我们接下来说说变量的回收机制。
变量在unset的时候会被注销，那么他的值占用的内存是否马上释放呢？实际上不是，refcount__gc这个计数器就是做这个用途的。
PHP有个特性叫做写时复制（Copy-On-Write），例如：

$a = 1;
$b = $a;

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这个时候PHP并不会为$b申请一块新的内存，而是将$a的refcount__gc这个计数器加1，再将$a赋值给$b。当我们echo $b时，实际上读到的是同$a指向同一个内存地址的值。当我们执行：
$b=2;
的时候，PHP会先检查$b是否为引用(这里不是)，然后再将$b与$a共同的refcount__gc减1并判断是否为0(这里不是，而是1)，那么PHP会重新为$b申请一块新内存，复制$a的值，再修改为2，这个时候$b的refcount__gc发生一次自增，变为1。
那么PHP在unset($b)时所做的就是判断它的refcount__gc在减1后是否为0，如果是，那么则回收(实际上也并没有释放内存，只是放到缓冲区，等满了再释放)；如果不是，则只把$b从符号表删除。

=============== 休息，休息一下 ======== 一休割 ===============
那么我们来分析以下为什么会出现文章开头的那个问题，下面一行行分析：

$foo ['love'] = 1;
// $foo:	refcount=1; isref=0;
// ->love:	refcount=1; isref=0;
$bar  = &$foo['love'];
// $bar:		refcount=2; isref=1;
// $foo->love:	refcount=2; isref=1;
// $foo:		refcount=1; isref=0;
$tipi = $foo;
// $foo:		refcount=2; isref=0;
// $foo->love:	refcount=2; isref=1;
// $tipi:		refcount=2; isref=0;
// $tipi->love:	refcount=2; isref=1;
// 注意，这一步复合类型(array)$foo的refcount自增到2，而$foo['love']还是数组的hashtable指向的另一块内存地址，它并不会被复制
$tipi['love'] = '2';
// 这里的$tipi['love']是一个引用，如同$foo['love']一样
echo $foo['love'];
 // 所以当$tipi['love']改变以后，这里自然会输出 2

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理解了吗？
相信你看完这个分析后也会认为这个是PHP的特色，我也是这么想的。知道真相后似乎要推翻之前的结论——这是个BUG。但是仔细想想，这种坑实际上是不应该出现的，所以我还是坚持最开始的想法——这就是个BUG！当然，见仁见智。

引用不要滥用，因为PHP本身已经对变量做了很好的优化。但是有些时候还是该用，比如你实际上想传址而不是传值。

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另外，大蛇要提醒一句，在5.4.0中，动态引用已经被取消了，例如：

function myfunc($var){
    $var = 1;
}
myfunc(& $foo)

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这里这种写法是会导致错误出现的，正确的用法应该是：

function myfunc(& $var){
    $var = 1;
}
myfunc($foo)

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好吧，到这里，就到这里，再见吧！

原文地址：从PHP的引用BUG谈开去, 感谢原作者分享。