摘要：插入一個元素時先將元素按先后順序插入數組，位置是，再根據的哈希值映射到散列表中的某個位置，將存入這個位置查找時先在散列表中映射到，得到在數組的位置，再從數組中取出元素。目前只有兩種類型會使用這種機制。

1.變量結構

typedef struct _zval_struct     zval;

typedef union _zend_value {
    zend_long         lval;    //int整形
    double            dval;    //浮點型
    zend_string      *str;     //string字符串
    zend_array       *arr;     //array數組
    zend_object      *obj;     //object對象
    zend_resource    *res;     //resource資源類型
    zend_reference   *ref;     //引用類型，通過&$var_name定義的
} zend_value;

struct _zval_struct {
    zend_value        value; //變量實際的value
    union {
        struct {
            ZEND_ENDIAN_LOHI_4( 
                zend_uchar    type,         //變量類型
                zend_uchar    type_flags,  //類型掩碼，不同的類型會有不同的幾種屬性，內存管理會用到
                zend_uchar    const_flags,
                zend_uchar    reserved)
        } v;
        uint32_t type_info; //上面4個值的組合值，可以直接根據type_info取到4個對應位置的值
    } u1;
    union {
        uint32_t     var_flags;
        uint32_t     next;  //哈希表中解決哈希沖突時用到   
        uint32_t     cache_slot;   
        uint32_t     lineno;    
        uint32_t     num_args;    
        uint32_t     fe_pos;  
        uint32_t     fe_iter_idx;
    } u2;
};

2.變量類型

#define IS_UNDEF                    0
#define IS_NULL                     1
#define IS_FALSE                    2
#define IS_TRUE                     3
#define IS_LONG                     4
#define IS_DOUBLE                   5
#define IS_STRING                   6
#define IS_ARRAY                    7
#define IS_OBJECT                   8
#define IS_RESOURCE                 9
#define IS_REFERENCE                10

其中undef、true、false、null沒有value，直接根據type區分，而long、double的值則直接存在value中，其他類型為指針

3.字符串

typedef struct _zend_string   zend_string;

struct _zend_string {
    zend_refcounted_h gc;  //變量引用信息，比如當前value的引用數
    size_t            len;  //字符串長度，通過這個值保證二進制安全
    char              val[1]; //字符串內容，變長struct，分配時按len長度申請內存
};

4.數組

typedef struct _zend_array HashTable;
typedef struct _zend_array zend_array;

typedef struct _Bucket {
    zval              val; //存儲的具體value，這里嵌入了一個zval，而不是一個指針
    zend_ulong        h;   //哈希值
    zend_string      *key; //key值
} Bucket;

struct _zend_array {
    zend_refcounted_h gc; //引用計數信息
    uint32_t          nTableMask;  //計算bucket索引時的掩碼，用于散列表的計算nIndex
    Bucket           *arData;     //bucket數組
    uint32_t          nNumUsed;   //已用bucket數
    uint32_t          nNumOfElements; //已有元素數，nNumOfElements <= nNumUsed，因為刪除的并不是直接從arData中移除
    uint32_t          nTableSize; //數組的大小，為2^n,默認為8
    uint32_t          nInternalPointer; //數值索引,用于HashTable遍歷
    zend_long         nNextFreeElement;//下一個空閑可用位置的數字索引
    dtor_func_t       pDestructor;//析構函數,銷毀時調用的函數指針
};

HashTable主要依賴arData實現元素的存儲、索引。插入一個元素時先將元素按先后順序插入Bucket數組，位置是idx，再根據key的哈希值映射到散列表中的某個位置nIndex，將idx存入這個位置；查找時先在散列表中映射到nIndex，得到value在Bucket數組的位置idx，再從Bucket數組中取出元素。

$arr["a"] = 1;
$arr["b"] = 2;
$arr["c"] = 3;
$arr["d"] = 4;

unset($arr["c"]);

哈希碰撞:當出現沖突時將原value的位置保存到新value的zval.u2.next中，然后將新value代替原value位置

擴容:PHP散列表的大小為2^n，插入時如果容量不夠則首先檢查已刪除元素所占比例，如果達到閾值，則將已刪除元素移除，重建索引，如果未到閾值則進行擴容操作，擴大為當前大小的2倍，將當前Bucket數組復制到新的空間，然后重建索引。

重建散列表:當刪除元素達到一定數量或擴容后都需要重建散列表，因為value在Bucket位置移動了或哈希數組nTableSize變化了導致key與value的映射關系改變，重建過程實際就是遍歷Bucket數組中的value，然后重新計算映射值更新到散列表，移除已刪除的value，將后面未刪除的value依次前移

5.引用

引用是PHP中比較特殊的一種類型，它實際是指向另外一個PHP變量，對它的修改會直接改動實際指向的zval，可以簡單的理解為C中的指針，在PHP中通過&操作符產生一個引用變量，也就是說不管以前的類型是什么，&首先會創建一個zend_reference結構，其內嵌了一個zval，這個zval的value指向原來zval的value(如果是布爾、整形、浮點則直接復制原來的值)，然后將原zval的類型修改為IS_REFERENCE，原zval的value指向新創建的zend_reference結構。

typedef struct _zend_reference  zend_reference;

struct _zend_reference {
    zend_refcounted_h gc;
    zval              val;
};

6.引用計數

typedef struct _zend_refcounted_h {
    uint32_t         refcount;         
    union {
        struct {
            ZEND_ENDIAN_LOHI_3(
                zend_uchar    type,
                zend_uchar    flags,   
                uint16_t      gc_info)  
        } v;
        uint32_t type_info;
    } u;
} zend_refcounted_h;

$a = "time:" . time();   //$a       ->  zend_string_1(refcount=1)
$b = $a;                 //$a,$b    ->  zend_string_1(refcount=2)
$c = $b;                 //$a,$b,$c ->  zend_string_1(refcount=3)

unset($b);               //$b = IS_UNDEF  $a,$c ->  zend_string_1(refcount=2)

并不是所有的數據類型都會用到引用計數，long、double直接都是硬拷貝，只有value是指針的那幾種類型(除interned string，immutable array)才能用到引用計數。可由zval.u1.type_flag判斷

7.寫時復制

$a = array(1,2);
$b = &$a;
$c = $a;

//發生分離
$b[] = 3;

事實上只有string、array兩種支持,

8.垃圾回收

PHP變量的回收主要有兩種：主動銷毀、自動銷毀。主動銷毀指的就是 unset ，而自動銷毀就是PHP的自動管理機制，在return時減掉局部變量的refcount，即使沒有顯式的return，PHP也會自動給加上這個操作，另外一個就是寫時復制時會斷開原來value的指向，這時候也會檢查斷開后舊value的refcount。

$a = [1];
$a[] = &$a;

unset($a);

unset($a)之前引用關系：

unset($a)之后：

可以看到，unset($a)之后由于數組中有子元素指向$a，所以refcount > 0，無法通過簡單的gc機制回收，這種變量就是垃圾，垃圾回收器要處理的就是這種情況，目前垃圾只會出現在array、object兩種類型中，所以只會針對這兩種情況作特殊處理：當銷毀一個變量時，如果發現減掉refcount后仍然大于0，且類型是IS_ARRAY、IS_OBJECT則將此value放入gc可能垃圾雙向鏈表中，等這個鏈表達到一定數量后啟動檢查程序將所有變量檢查一遍，如果確定是垃圾則銷毀釋放。

目前只有object、array兩種類型會使用這種機制。