看下面的內容之前先對zval這個結構體做個了解


typedef struct _zval_struct { 
    zvalue_value value; 
    zend_uint refcount; 
    zend_uchar type; 
    zend_uchar is_ref; 
} zval; 

zval結構體中共有4個元素，value是一個聯合體，用來真正的存儲zval的值，refcount用來計數該zval被多少個變量使用，type表示zval所存儲的數據類型，is_ref用來標志該zval是否被引用。

引用計數


<php 
    $a = 'Hello World'; 
    $b = $a; 
    unset($a); 
> 

我們一起來剖析下上面這段代碼：

• $a = 'Hello World';首先這句代碼被執行，內核創建一個變量，并分配12字節的內存去存儲字符串'Hello World'和末尾的NULL。

• $b = $a;接著執行這句代碼，執行這句的時候內核里面發生了什么呢？

  • 對$a所指向的zval中的refcount進行加1操作。

  • 將變量$b指向$a所指向的zval。
    在內核中大概是這樣的，其中active_symbol_table是當前的變量符號表


    { 
        zval *helloval; 
        MAKE_STD_ZVAL(helloval); 
        ZVAL_STRING(helloval, "Hello World", 1); 
        zend_hash_add(EG(active_symbol_table), "a", sizeof("a"), 
                                            &helloval, sizeof(zval*), NULL); 
        ZVAL_ADDREF(helloval); 
        zend_hash_add(EG(active_symbol_table), "b", sizeof("b"), 
                                            &helloval, sizeof(zval*), NULL); 
    } 

• unset($a);這句代碼執行后，內核會將a對應的zval結構體中的refcount計數減一，b還和原來一樣

寫時復制

<?php 
    $a = 1; 
    $b = $a; 
    $b += 5; 
?> 

上面這段代碼執行完之后，一般肯定希望$a=1,$b=6,但是如果像引用計數那樣，$a和$b指向相同的zval，修改$b之后$a不是也變了？
這個具體是怎么實現的呢，我們一起來看下：

• $a = 1;內核創建一個zval，并分配4個字節存儲數字1。

• $b = $a;這一步和引用計數中的第二步一樣，將$b指向和$a相同的zval，并將zval中的引用計數值refcount加1。

• $b += 5;關鍵是這一步，這一步驟發生了什么呢，怎么確保修改之后不影響$a。

  • 其實Zend內核在改變zval之前都會去進行get_var_and_separete操作，如果recfount>1,就需要分離就創建新的zval返回，否則直接返回變量所指向的zval，下面看看如何分離產生新的zval。

  • 復制一個和$b所指向zval一樣的zval。

  • 將$b所指向的zval中的refcount計數減1。

  • 初始化生成的新zval，設置refcount=1，is_ref=0。

  • 讓$b指向新生成的zval。

  • 對新生成的zval進行操作，這就是寫時復制。
    下面看看內核中分離時的主要代碼：


    zval *get_var_and_separate(char *varname, int varname_len TSRMLS_DC) 
    { 
        zval **varval, *varcopy; 
        if (zend_hash_find(EG(active_symbol_table), 
                        varname, varname_len + 1, (void**)&varval) == FAILURE) { 
        /* Variable doesn't actually exist  fail out */ 
        return NULL; 
    } 
    if ((*varval)->is_ref || (*varval)->refcount < 2) { 
        /* varname is the only actual reference, 
        * or it's a full reference to other variables 
        * either way: no separating to be done 
        */ 
        return *varval; 
    } 
    /* Otherwise, make a copy of the zval* value */ 
    MAKE_STD_ZVAL(varcopy); 
    varcopy = *varval; 
    /* Duplicate any allocated structures within the zval* */ 
    zval_copy_ctor(varcopy); 
     
    /* Remove the old version of varname 
    * This will decrease the refcount of varval in the process 
    */ 
    zend_hash_del(EG(active_symbol_table), varname, varname_len + 1); 
     
    /* Initialize the reference count of the 
    * newly created value and attach it to 
    * the varname variable 
    */ 
    varcopy->refcount = 1; 
    varcopy->is_ref = 0; 
    zend_hash_add(EG(active_symbol_table), varname, varname_len + 1, 
                                            &varcopy, sizeof(zval*), NULL); 
    /* Return the new zval* */ 
    return varcopy; 
    } 

寫時改變

<?php 
    $a = 1; 
    $b = &$a; 
    $b += 5; 
?> 

上面這段代碼執行完之后一般希望是：$a == $b == 1。這個又是怎么實現的呢？

• $a = 1;這一步驟和寫時復制中的***步一樣。

• $b = &$a;這一步驟內核會將$b指向$a所指向的zval，將zval中的refcount加1，并將zval中的is_ref置為1。

• $b += 5;這一步驟和寫時復制中的第三步驟一樣，但是內核中發生的事情卻不一樣。

  • 內核看到$b進行變化的時候，也會執行get_var_and_separate函數，看是否需要分離。

  • 如果(*varval)->is_ref的話也會直接返回$b所指向的zval，不去分離產生新的zval，不管zval的refcount是否>1。

  • 這時候再去修改$b值，$a的值也就改變了，因為他們指向相同的zval。

分離的問題

說道現在聰明的你可能已經看出點問題了，如果一個zval結構體既有refcount計數又有is_ref引用這個時候怎么辦？


<?php 
    $a = 1; 
    $b = $a; 
    $c = &$a; 
?> 

如果出現上面這種情況的時候，如果$a、$b、$c指向同一個zval結構體，進行改變的時候Zend到底去聽誰的？其實這個地方不會指向同一個zval了。
如果對一個is_ref = 0 && refcount >1的zval進行寫時改變這種賦值形式(就是引用賦值)的時候，Zend會將等號右邊的變量分離出來一個新的zval，
對這個zval進行初始化，對之前的zval的refcount進行減1操作，讓等號左邊的變量指向這個新的zval，refcount進行加1操作，is_ref=1?？纯聪旅孢@張圖片

<?php 
    $a = 1; 
    $b = &$a; 
    $c = $a; 
?> 

上面這又是另外一種情況，在is_ref = 1的情況下，試圖單純的進行refcount+1操作的時候會分離出來一個新的zval給等號左邊的變量，并初始化他，看看下面這張圖片

參考文獻

1.《Extending and Embedding PHP》- Chaper 3 - Memory Management.