PHP底層分析：關(guān)于寫時(shí)復(fù)制(cow)

widuu 發(fā)布于2019-06-27 12:16 / 794人閱讀

摘要：可以看到，該結(jié)構(gòu)體存儲了關(guān)于變量值，有幾個(gè)變量指向該結(jié)構(gòu)體，變量類型，是否為引用變量等信息。這個(gè)就是寫時(shí)復(fù)制，在作怪，他沒有在賦值的時(shí)候就分裂成兩個(gè)結(jié)構(gòu)體，而是在我們改寫其中一個(gè)變量時(shí)發(fā)生效果，屬于一種慢復(fù)制也稱慢分裂。

想要走到技術(shù)的天花板，那么學(xué)習(xí)過程中在于知其然且知其所以然。

今天我們來討論一下PHP底層的寫時(shí)復(fù)制(也稱寫時(shí)分裂)。

首先我們先來看看一段代碼：

兩段代碼的輸出結(jié)果相信各位都知道，但是我們今天講講這之中發(fā)生了什么。

下圖是PHP存儲變量的結(jié)構(gòu)體(為方便講解已寫了注釋)，zend.h在Zend目錄下。

可以看到，該結(jié)構(gòu)體存儲了關(guān)于變量值，有幾個(gè)變量指向該結(jié)構(gòu)體，變量類型，是否為引用變量等信息。

那么第一次打印發(fā)生了什么呢？變量的信息進(jìn)入了一個(gè)結(jié)構(gòu)體，相關(guān)如下：

$name = ‘傍晚八點(diǎn)半’;
$myName = $name;

此時(shí)$name和$myName共用一個(gè)結(jié)構(gòu)體的，refcount__gc為2，

我們發(fā)現(xiàn)，$myName = $name;這個(gè)過程中并沒有主動(dòng)變成兩個(gè)結(jié)構(gòu)體(這也算PHP內(nèi)部實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的一種，只用一個(gè)結(jié)構(gòu)體，省了內(nèi)存)。

那么當(dāng)代碼運(yùn)行到 $myName = ‘gzchen’; 的時(shí)候，結(jié)構(gòu)體如何變化呢？由于第一次輸出時(shí)是兩個(gè)變量共用結(jié)構(gòu)體，那么此時(shí)更改其中一個(gè)變量，會不會導(dǎo)致兩個(gè)值一起變化呢？純粹從結(jié)構(gòu)體的邏輯來看，是有可能的，畢竟大家共用著這個(gè)結(jié)構(gòu)體嘛。

那么我們看下第二次打印是怎么樣的情況，相關(guān)變化如下：

并沒有按照我們所想的將$name和$myName同時(shí)改成’gzchen’，而是復(fù)制多了一份結(jié)構(gòu)體出來，兩個(gè)結(jié)構(gòu)體分別對應(yīng)著$name和$myName。

這個(gè)就是寫時(shí)復(fù)制(Copy-on-write，COW)在作怪，他沒有在$myName = $name;賦值的時(shí)候就分裂成兩個(gè)結(jié)構(gòu)體，而是在我們改寫其中一個(gè)變量時(shí)發(fā)生效果，屬于一種慢復(fù)制（也稱慢分裂）。

偽代碼如下：

我們再看下另外一段代碼：

輸出為’b’，中途發(fā)生了什么？

其實(shí)foreach遍歷過程中，并不是直接操作$arr(原數(shù)組)的，而是會將$arr復(fù)制出一個(gè)$arrcopy(實(shí)際上是一個(gè)副本，我這里以$arrcopy代替）,foreach在遍歷過程中操作的其實(shí)一直是$arrcopy，大概的流程是這樣：

和上面舉得例子其實(shí)是一個(gè)道理，我們可以看出，剛開始($arr = $arrcopy)還是共用一個(gè)結(jié)構(gòu)體的，但是$arr[$k] = $v又再次賦值，發(fā)生了寫時(shí)復(fù)制，結(jié)構(gòu)體就分裂了。

然后前面說過foreach操作的是$arrcopy,所以$arr的結(jié)構(gòu)體指針就被停留在第一位了（因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)體不一樣了，$arrcopy沒辦法同步給$arr賦值了）。

其實(shí)這類技術(shù)通常只會在面試中用到，日常開發(fā)會用這種寫法的人終究還是少數(shù)，暫時(shí)看不明白的朋友也不用太在意，只要知道有”寫時(shí)復(fù)制”這個(gè)情況出現(xiàn)就行了。