baiyan
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类的存储
- 谈到 PHP 中的类，我们知道，类是对象的抽象，是所有通过它 new 出来对象的模板，它是 编译阶段 的产物。一个类被抽象出来，它本身有自己的属性、方法等等要素。如果让我们自己去用 C 语言实现一个类的存储结构，我们如何设计？
- 类的几大要素：类常量、普通属性、静态属性、方法
- 类作用域：所有对象之间共享，如类常量、静态属性、方法
- 对象作用域：所有对象之间独享，如普通属性、动态属性
- 下面我们逐个来看究竟它们是被如何存储的：
类常量的存储
- 类常量不能被修改，属于类作用域，以 const 关键字标识，所有对象共享一份类常量。
- 首先我们举一个 PHP 类常量的例子：
class A{const PI = 3.14;}- 这里的 PI 就是一个类常量。常量名为 PI，常量值为 3.14。我们可以用两种方式来访问它：
- 类外：A::PI
- 类内：self::PI
- 那么我们看一下常量的存储结构：
struct _zend_class_entry {
...
HashTable constants_table; // 常量哈希表，key 为常量名，value 为常量值
...
};- 在 PHP7 中，类是以一个 zend_class_entry 结构体来存储的。其中这个 constants_table 字段，就是用来存储类常量的。我们知道，常量是属于类作用域的，而不是对象作用域，所以它的值被直接放在类结构体中。它是一个 hashtable，其中 key 为常量名，value 为常量值。当访问某个常量值的时候，我们可以直接根据常量的名字作为 key，到 hashtable 中查找对应的常量值即可，这里还是很好理解的。
普通属性的存储
- 普通属性属于对象作用域，每个对象的属性值可以不同，因为我们现在讲的是类，所以我们在类作用域下讲解一下和普通属性相关的数据在类结构中，究竟在哪里有所体现。
- 举一个 PHP 普通属性的例子：
class A{public $name = 'jby';}- 这里 name 就是属性名，它有一个初始化值为 jby，也有两种访问方式：
- 类内部：$this->name
- 类外部：对象 ->name
- 下面看一下在类结构 zend_class_entry 中，与普通属性存储相关的字段：
struct _zend_class_entry {
...
int default_properties_count; // 普通属性的数量总和
...
zval *default_properties_table; // 存放普通属性的初始化值的数组
...
HashTable properties_info; // 存储对象属性的信息哈希表，key 为属性名，value 为 zend_property_info 结构体
...
}- int default_properties_count 字段存储一个类中所有普通属性的数量之和
- 我们知道，由于普通属性是对象作用域，所以每一个对象下的普通属性值是不同的，所以针对不同对象的属性值，需要放在具体不同对象的结构中去存储。但是，由于 PHP 允许普通属性具有 初始化值（如上例的 jby），而这个初始化值在所有对象实例中共享，故初始化值可以放在类作用域中进行存储。所以初始化的值（如上例的 jby）可以直接存储在类结构体下的 zval *default_properties_table 这个 zval 数组中，这个 zval 就指向一个 zend_string，其值为 jby。
- 然后我们看具体每个对象中属性的存储。由于普通属性有访问权限（public/protected/private）等额外信息需要存储，所以在类作用域内，存储普通属性的信息需要一个结构体，而且是一个普通属性就要对应一个结构体来存储它的信息。。
- 在类结构 zend_class_entry 中，我们使用 HashTable properties_info 这个字段来存储普通属性的信息，而这个字段是一个 hashtable，它的 key 为属性名，value 为一个结构体，它就是用来存储每一个普通属性的信息的，叫做 zend_property_info。每一个属性，就会对应一个 zend_property_info 结构：
typedef struct _zend_property_info {
uint32_t offset; // 表示普通属性的内存偏移值或静态属性的数组索引
uint32_t flags; // 属性掩码，如 public、private、protected 及是否为静态属性
zend_string *name; // 属性名
zend_string *doc_comment; // 文档注释信息
zend_class_entry *ce; // 所属类
} zend_property_info;
//flags 标识位
#define ZEND_ACC_PUBLIC 0x100
#define ZEND_ACC_PROTECTED 0x200
#define ZEND_ACC_PRIVATE 0x400
#define ZEND_ACC_STATIC 0x01- 我们看这个存储普通属性信息的结构体。下面的属性名等字段我们很容易理解，那么重点则是这个 offset 字段。由于类作用域是不能确定每个对象中普通属性的值的（不同对象属性值不同），所以普通属性的值会在 对象存储结构 zend_object 中以 数组 的形式存储（其实是一个柔性数组，后面会讲到）。它的字面意义是偏移量，那么这个偏移量是相对于谁的偏移量呢？答案就是相对于上述的存储值的 数组 的偏移量，这个偏移量是以一个 zval 大小（16）递增的（下面讲到对象结构的时候会具体讲）
静态属性的存储
- 静态属性也属于类作用域，以 static 关键字标识，所有对象共享类中的静态属性。所以在类结构 zend_class_entry 中，就可以直接将静态属性的值存到这个类结构中，静态属性的使用示例如下：
class A{static $instance = null;}- 访问静态属性也有两种方式：
- 类内部：self::$instance
- 类外部：A::$instance
- 静态属性在所有对象中共享，所以在类作用域中，可以直接存储它的值：
struct _zend_class_entry {
...
int default_static_members_count; // 静态属性数量总和
...
zval *default_static_members_table; // 存放静态属性初始化值的数组
zval *static_members_table; // 存放静态属性值的数组
...
HashTable properties_info; // 存储对象属性的信息哈希表，key 为属性名，value 为 zend_property_info 结构体
...
}- int default_static_members_count 字段存储一个类中所有静态属性的数量之和
- default_static_members_table 用来存放静态属性的初始化值，这一点和普通属性初始化值的存放是相同思想，不再赘述
- static_members_table 用来直接存放静态属性的值
- HashTable properties_info 同样也是一个 key 为属性名，value 为 zend_porperty_info 结构体的 hashtable，里面同样存放着 offset，而这个 offset 代表每一个静态属性在 static_members_table 和 default_static_members_table 这两个存放值的数组中的 索引。这样，我们可以快速地根据当前的静态属性名，根据静态属性名这个 key，在 hashtable 中查找到 zend_property_info 结构体中的 offset 字段，根据这个偏移量，进而去对应的数组单元中，也就是 static_members_table 或 default_static_members_table 数组中，找到当前静态属性名对应的值，这样就快速地完成了一次静态属性的访问。
方法的存储
- 由于方法也属于类作用域，所有对象共享相同的方法体。所以在类结构中，就可直接以一个 hashtable 存储方法。key 为方法名称，value 为具体的 zend_function：
struct _zend_class_entry {
...
HashTable function_table; // 成员方法哈希表
...
}其他
- 一个类，可能它是一个子类，也可能是是一个抽象类或接口、甚至是 trait，还有类本身的构造函数、析构函数等等。那么这些信息，我们要如何去表示呢？现在我们看一下这个完整的 zend_class_entry 类结构：
struct _zend_class_entry {char type; // 类的类型：内部类 ZEND_INTERNAL_CLASS(1)、用户自定义类 ZEND_USER_CLASS(2)
zend_string *name; // 类名
struct _zend_class_entry *parent; // 父类指针
int refcount; // 引用计数
uint32_t ce_flags; // 类掩码，如普通类、抽象类、接口等等
int default_properties_count; // 普通属性的数量总和
int default_static_members_count; // 静态属性数量总和
zval *default_properties_table; // 存放普通属性初始化值的数组
zval *default_static_members_table; // 存放静态属性初始化值的数组
zval *static_members_table; // 存放静态属性值的数组
HashTable function_table; // 成员方法哈希表
HashTable properties_info; // 存储对象属性的信息哈希表，key 为属性名，value 为 zend_property_info 结构体
HashTable constants_table; // 常量哈希表，key 为常量名，value 为常量值
// 构造函数、析构函数以及魔术方法的指针
union _zend_function *constructor;
union _zend_function *destructor;
union _zend_function *clone;
union _zend_function *__get;
union _zend_function *__set;
union _zend_function *__unset;
union _zend_function *__isset;
union _zend_function *__call;
union _zend_function *__callstatic;
union _zend_function *__tostring;
union _zend_function *__debugInfo;
union _zend_function *serialize_func;
union _zend_function *unserialize_func;
zend_class_iterator_funcs iterator_funcs;
// 自定义的钩子函数，通常是定义内部类时使用，可以灵活的进行一些个性化的操作
// 用户自定义类不会用到，暂时忽略即可
zend_object* (*create_object)(zend_class_entry *class_type);
zend_object_iterator *(*get_iterator)(zend_class_entry *ce, zval *object, int by_ref);
int (*interface_gets_implemented)(zend_class_entry *iface, zend_class_entry *class_type); /* a class implements this interface */
union _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; // 实现的接口数量总和
uint32_t num_traits; // 使用的 trait 数量总和
zend_class_entry **interfaces; // 实现的接口，可以理解为它指向一个一维数组，一维数组里全部存放的都是类结构的指针，指向它所实现的接口类
zend_class_entry **traits; // 所使用的 trait，理解方法同上
zend_trait_alias **trait_aliases; //trait 别名，解决多个 trait 中方法重名冲突的问题
zend_trait_precedence **trait_precedences;
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; // 所属扩展
} internal;
} info;
}对象的存储
普通属性的存储
- 现在我们再谈对象。我们知道，对象是类的具体实现，是 运行阶段 的产物。其普通属性是每个对象独享的，所以，在分析对象中，我们要尤其注重每个对象独特的普通属性值是如何存储的。由于之前在讲类存储的时候已经有了铺垫，还记得之前说的 zend_property_info 中的 offset 偏移量吗，我们带着这个知识点，直接看对象的存储结构：
struct _zend_object {
zend_refcounted_h gc; // 内部存有引用计数
uint32_t handle;
zend_class_entry *ce; // 所属的类
const zend_object_handlers *handlers;
HashTable *properties; // 存储动态属性值
zval properties_table[1]; // 柔性数组，每一个单元都是 zval 类型，用来存储普通属性值，offset 就是相对于当前字段首地址的偏移量
};- 我们知道，一个对象，就对应一个 zend_object 结构。那么最重要的字段就是 zval properties_table[1]字段了。它是一个柔性数组，放到结构体的末尾，可以存储变长大小的数据，且与结构体内存空间紧紧相连（柔性数组请看这一系列的前几篇文章有详细讲解）。
- 在创建一个新对象的时候，在类作用域中存储的普通属性的初始化值，都会拷贝到对象结构中的柔性数组中
- 那么现在，之前讲过的类结构中 property_info 哈希表中的字段的 value 值 zend_property_info 中的 offset 偏移量字段就要派上用场了。想一下，如果让我们访问某个对象的普通属性的值，应该如何访问：
- 通过指针 ce 找到当前对象对应的类结构 zend_class_entry - 取出当前类结构中的 Hashtable property_info 字段，这个字段是一个哈希表，存有属性的信息。- 将要查找的属性名作为 key，到哈希表中找到对应的 value，即 zend_property_info 结构体，并取出结构体中的 offset 字段 - 到当前对象 zend_object 结构体中，通过内存地址计算（柔性数组的起始地址 +offset）就可以得到所要访问的当前对象的某个普通属性的值了
- 那么我们看一下其他几个字段的作用：
- handle：一次 request 期间对象的编号，每个对象都有一个唯一的编号，与创建先后顺序有关，主要在垃圾回收时使用
- handlers：保存的对象相关操作的一些函数指针，比如属性的读写、方法的获取、对象的销毁 / 克隆等等，这些操作接口都有默认的函数，这里存储了这些默认函数的指针：
struct _zend_object_handlers {
int offset;
zend_object_free_obj_t free_obj; // 释放对象
zend_object_dtor_obj_t dtor_obj; // 销毁对象
zend_object_clone_obj_t clone_obj;// 复制对象
zend_object_read_property_t read_property; // 读取成员属性
zend_object_write_property_t write_property;// 修改成员属性
...
}
// 处理对象的 handler
ZEND_API zend_object_handlers std_object_handlers = {
0,
zend_object_std_dtor, /* free_obj */
zend_objects_destroy_object, /* dtor_obj */
zend_objects_clone_obj, /* clone_obj */
zend_std_read_property, /* read_property */
zend_std_write_property, /* write_property */
zend_std_read_dimension, /* read_dimension */
zend_std_write_dimension, /* write_dimension */
zend_std_get_property_ptr_ptr, /* get_property_ptr_ptr */
NULL, /* get */
NULL, /* set */
zend_std_has_property, /* has_property */
zend_std_unset_property, /* unset_property */
zend_std_has_dimension, /* has_dimension */
zend_std_unset_dimension, /* unset_dimension */
zend_std_get_properties, /* get_properties */
zend_std_get_method, /* get_method */
NULL, /* call_method */
zend_std_get_constructor, /* get_constructor */
zend_std_object_get_class_name, /* get_class_name */
zend_std_compare_objects, /* compare_objects */
zend_std_cast_object_tostring, /* cast_object */
NULL, /* count_elements */
zend_std_get_debug_info, /* get_debug_info */
zend_std_get_closure, /* get_closure */
zend_std_get_gc, /* get_gc */
NULL, /* do_operation */
NULL, /* compare */
}动态属性的存储
- properties: 普通成员属性哈希表，key 为动态属性名，value 为动态属性值。对象创建之初这个值为 NULL，主要是在动态定义属性时会用到。
- 那么什么是动态属性呢？就是之前在类定义阶段未定义的属性，在运行期间动态添加的属性，如：
class A{public $name = 'jby';}
$a = new A();
$a->age = 18;- 这里的 age 就是动态属性，而 name 是普通属性。
- 基于之前讲过的查找普通属性的流程，我们由特殊到一般地得出查找所有类型的对象属性的方式：
- 在查找一个对象的属性的时候，会首先按照我们之前讲过的查找普通属性的方式，首先找到偏移量 offset，即类结构的 zend_class_entry 下的 properties_info 字段中的 offset，然后根据这个偏移量 offset 到对象结构 zend_object 下的 properties_table 柔性数组中找。
- 如果按照查找普通属性的方式没有找到，那么我们再去 zend_object 下的 properties 字段继续查找动态属性即可，整理如下：
- 通过指针 ce 找到当前对象对应的类结构 zend_class_entry - 取出当前类结构中的 Hashtable property_info 字段，这个字段是一个哈希表，存有属性的信息。- 将要查找的属性名作为 key，到哈希表中找到对应的 value，即 zend_property_info 结构体，并取出结构体中的 offset 字段 - 到当前对象 zend_object 结构体中，通过内存地址计算（柔性数组的起始地址 +offset）就可以得到所要访问的当前对象的某个普通属性的值 - 如果以上都没有找到，说明它是一个动态属性，那么就去 zend_object 下的 properties 哈希表中查找，属性名作为 key，到这个哈希表中查找对应的 value 即可