php7变量实现_class+object

class实现

//Zend/zend.h
struct _zend_class_entry {
    char type;                                      //类的类型，ZEND_INTERNAL_CLASS(=1)标志内置类，ZEND_USER_CLASS(=2)标志自定义类
    zend_string *name;                              //类名
    /* class_entry or string depending on ZEND_ACC_LINKED */
    union {                                         //父类
        zend_class_entry *parent;
        zend_string *parent_name;
    };
    int refcount;                                   //引用计数
    uint32_t ce_flags;                              //位组合标记

    int default_properties_count;                   //默认普通属性数量
    int default_static_members_count;               //默认静态属性数量
    zval *default_properties_table;                 //默认普通属性值数组
    zval *default_static_members_table;             //静态属性值数组
    ZEND_MAP_PTR_DEF(zval *, static_members_table); //静态属性成员数组，这个宏在zend_map_ptr.h中，替换后为zval ** static_members_table__ptr
    HashTable function_table;                       //成员方法哈希表
    HashTable properties_info;                      //成员变量哈希表
    HashTable constants_table;                      //常量哈希表

    struct _zend_property_info **properties_info_table;

    zend_function *constructor;
    zend_function *destructor;
    zend_function *clone;
    zend_function *__get;
    zend_function *__set;
    zend_function *__unset;
    zend_function *__isset;
    zend_function *__call;
    zend_function *__callstatic;
    zend_function *__tostring;
    zend_function *__debugInfo;
    zend_function *serialize_func;              //对象序列化方法
    zend_function *unserialize_func;            //对象反序列化方法

    /* allocated only if class implements Iterator or IteratorAggregate interface */
    zend_class_iterator_funcs *iterator_funcs_ptr;

    /* handlers */
    union {
        zend_object* (*create_object)(zend_class_entry *class_type);    //实例化该类时调用的方法，默认为zend_objects_new
        int (*interface_gets_implemented)(zend_class_entry *iface, zend_class_entry *class_type); /* a class implements this interface */
    };
    zend_object_iterator *(*get_iterator)(zend_class_entry *ce, zval *object, int by_ref);
    zend_function *(*get_static_method)(zend_class_entry *ce, zend_string* method);

    /* serializer callbacks */
    int (*serialize)(zval *object, unsigned char **buffer, size_t *buf_len, zend_serialize_data *data);
    int (*unserialize)(zval *object, zend_class_entry *ce, const unsigned char *buf, size_t buf_len, zend_unserialize_data *data);

    uint32_t num_interfaces;                    //类的接口数量
    uint32_t num_traits;                        //类的特性数量

    /* class_entry or string(s) depending on ZEND_ACC_LINKED */
    union {
        zend_class_entry **interfaces;
        zend_class_name *interface_names;
    };

    zend_class_name *trait_names;               //特性指针
    zend_trait_alias **trait_aliases;           //特性别名数组
    zend_trait_precedence **trait_precedences;  //特性优先级数组

    union {
        struct {
            zend_string *filename;
            uint32_t line_start;
            uint32_t line_end;
            zend_string *doc_comment;
        } user;
        struct {
            const struct _zend_function_entry *builtin_functions;
            struct _zend_module_entry *module;      //所属拓展
        } internal;
    } info;
};

ce_flags位组合标记对类进行一些标记，不同的位有不同的标记，如是否含有抽象方法，是否为抽象类，是否为接口，是否为特性等，具体的可以在Zend/zend_compile.h文件中找到。

在function_table和properties_info中保存的值是zend_property_info

typedef struct _zend_property_info { 
    uint32_t offset; /* property offset for object properties or
                          property index for static properties */
    uint32_t flags;         //位标志，是否为静态属性记权限控制
    zend_string *name;      //经过处理的属性名，比如私有属性前加上类名。处理方法同序列化时的处理方法
    zend_string *doc_comment;//函数注释
    zend_class_entry *ce;   //所属类的指针
    zend_type type;
} zend_property_info;

哈希表表中的元素为bucket，bucket中有一个zval类型的val，val.value.ptr指向zend_property_info。zval中的ptr指针是void类型的，可以执行任何类型的数据。

flags，属性权限即是否静态标志

#define ZEND_ACC_PUBLIC                  (1 <<  0) 
#define ZEND_ACC_PROTECTED               (1 <<  1) 
#define ZEND_ACC_PRIVATE                 (1 <<  2) 
#define ZEND_ACC_STATIC                  (1 <<  4) 

offset，这个值有两个含义，对于静态变量它是索引，对于普通属性它是偏移量。通过这个索引/偏移量可以在相应的数组中找到值。这里可能不好理解，看下面object代码就明白了

struct _zend_object {
    zend_refcounted_h gc;   
    uint32_t          handle; // TODO: may be removed ???//该object在全局全局对象符号表中的索引
    zend_class_entry *ce;       //object所属class指针           
    const zend_object_handlers *handlers;   //初始化时默认指向全局变量std_object_habdlers，包括操作对象属性等的多个指针函数
    HashTable        *properties;           //动态普通属性
    zval              properties_table[1];  //普通属性值组
};

在object中并没有储存属性名到属性值之间的映射，那么怎么访问属性呢。实际上访问object属性时会首先到object.ce.properties_info中查找相应key对应zend_property_info中的offset。对于静态属性这是一个索引值，通过object.ce.default_static_members_table[offset]，就能获取到属性值，对于普通属性这是一个相对于当前object的偏移量，普通属性保存在object.properties_table中，这是一个柔性数组，通过这个偏移量就能获取到普通属性，普通属性的offset=40，56，72...，因为object大小为40字节，所以object基址+40就是properties_table中第一个元素的地址，而每个zval16字节，依次增加16就能访问到后续元素。

通过这种方式object中只需要一个zval数组就能保存所有的普通属性值。如果按照直观的想法，在object中使用HashTable保存属性名到属性值之间的映射，那么每一个普通属性需要一个bucket，n个属性就至少需要n个bucket+n个slot，bucket32字节，slot4字节，共36字节，bucket中的key指针指向一个zend_string，32字节，因此每个普通属性需要68字节内存。而通过代码中的这种方式，只需要一个zval数组，zval16字节。那么每个对象的每个属性都能节省52个字节内存。虽然因此导致class结构内存增加，但是类的数量远小于对象数量，采用这种方式可以减少很多内存开销。

还有一个动态属性组，这个HashTable保存的是运行时动态创建的属性，如

var2 = 1;
    }
}

这里的var2就是一个运行时创建的动态属性。由于类是在编译阶段创建的，这时还没有创建动态属性var2，因此该类的属性表中没有这个属性，那么就不能通过和普通属性一样的方式保存。object用使用了一个单独的properties来保存动态属性。

在class中还有一个属性ZEND_MAP_PTR_DEF(zval *, static_members_table);这个属性经过宏替换后称为zval ** static_members_table__ptr。

//zend_compile.c
    if (ce->type == ZEND_INTERNAL_CLASS) {
        ZEND_MAP_PTR_INIT(ce->static_members_table, NULL);
    } else {
        ZEND_MAP_PTR_INIT(ce->static_members_table, &ce->default_static_members_table);
        ce->info.user.doc_comment = NULL;
    }


    if (CG(compiler_options) & ZEND_COMPILE_PRELOAD) {
        ce->ce_flags |= ZEND_ACC_PRELOADED;
        ZEND_MAP_PTR_NEW(ce->static_members_table);
    }

初始化的时候只有这两个地方出现了这个字段，看其他文章里说是给自定义class调用的，但是感觉和default_static_members_table没什么区别，不知道有什么用。

class中default_properties_table保存的是普通属性的默认值也就是类定义时给出的值。

还有一个问题就是对于静态变量，也和普通属性一样保存在properties_info中，然后取得zend_property_info中的offset，再根据这个索引在default_static_members_table中取得值。但是static作为类变量，可以直接在class中用一个HashTable保存变量名到值得映射，不需要像普通属性一样保存方式，这样不光更节省内存，也减少了时间开销。不知道为什么会和普通属性用一样得保存方式。

zend_class_entry结构体很大但zend_object结构体很小，因为大部分数据都保存在class中，这样可以减少内存开销（class很少但object很多）。保存在object得数据主要有该对象得普通属性值数组和动态属性映射表，其余的内容包括普通属性名，普通属性映射关系，静态属性，方法等都保存在class中。class中不保存属性值，因为属性是object的，当存在继承关系时，可能会出现变量名冲突，由于properties_table是一个数组，那么对于同名属性只会保存一个，其他同名值在大部分时候并不会被删除，而是放在object的柔性数组properties中，通过控制properties_table中zend_property_info中的offset就能控制该属性名对应哪个属性值。

• 父类属性不与子类冲突 且 父类属性是私有: 即父类属性为private，且子类中没有重名的，则将此属性插入子类properties_info，但是更新其flag为ZEND_ACC_SHADOW，这种属性将不能被子类使用；
• 父类属性不与子类冲突 且 父类属性是公有: 这种比较简单，子类可以继承使用，直接插入子类properties_info；
• 父类属性与子类冲突 且 父类属性为私有: 不继承父类的，以子类原属性为准，但是打上ZEND_ACC_CHANGED的flag，这种属性父子类隔离，互不干扰；
• 父类属性与子类冲突 且 父类属性是公有或受保护的:
  • 父子类属性一个是静态一个是非静态: 编译错误；
  • 父子类属性都是非静态: 用父类的offset，但是值用子类的，父子类共享；
  • 父子类属性都是静态: 不继承父类属性，以子类原属性为准，父子类隔离，互不干扰；

由于对象的方法都保存在数组里，因此访问对象的方法时会进入class中找到相应的函数执行，同时要传入$this为参数执行当前对象。因为在class中，所有的方法都保存在function_table中，那么也可以通过访问静态方法的方式访问普通方法（class::func()），由于这种调用方式是直接在类上调用的，因此不会传入$this参数，如果在调用的函数里没有访问$this变量，那么能执行成功，否则会因为找不到$this而报错。关于方法调用，《PHP7底层涉及与源码实现》P151给出了一个很有趣C++代码，如下

#include
using namespace std;
class Php{
    protected:
        std::string _version;
        public:
        void version(){
            std::cout << "7.1.0" << endl;
            this->_version = "7.1.0";
        }
};

int main(int argc, char * argv[]){
    Php * php = (Php *)0;
    php->version();
    return 0;
}

这段代码会执行到this->_version = "7.1.0";一行然后报错。这里给php赋得地址是0，这个地址是操作系统得保留地址，用户态程序是没有权限访问的，但是对version方法的调用仍然成功了，因为方法保存在class中而不是object中，因此访问Php类型的php对象的方法时，直接在全局符号表EG(class_table)找到Php类的结构，并且将$this(即(Php *)0)传入调用version方法。在version方法内访问了this->_version，但this这个对象无法访问所以会在那一行报错。

对于class的继承，是在编译完成后进行的，父类和字类分开编译。所谓继承也就是将父类的属性、方法拷贝给字类，以及出现冲突时的处理。

对于普通属性，先申请一个大小为父子属性数之和的table数组，然后将父类default_properties_table放在前，之类的放在后，然后释放字类的default_properties_table并将table赋给该值。对于静态属性操作类似。修改完值数组后，还需要修改几个HashTable，即属性的索引。由于前一步合并属性值时父属性在前，子属性在后，因此对于静态属性子类properties_table值中zend_property_info中的offset需要+parent_ce->default_static_members_count，对于普通属性，offset+=parent_properties_count*sizeof(zval)，然后以和default_properties_table相同的顺序合并properties_info。对冲突属性的处理在上面已经给出了。

对于常量，直接合并常量HashTable，冲突的用字类覆盖父类。

对于方法也类似，不过加上了对final、abstract等方法的判定和处理。