PHP强化之06 - 变量的引用机制

----- 最后更新【2018-12-6】-----
目录预览：
》一、概念
》二、变量的存储方式
》三、变量的引用机制
》四、从zval变量容器底层去了解引用
》五、unset与引用
》六、对象与引用
》七、测试题
》八、参考文献

一、概念

在PHP中引用意味着用不同的名字访问同一个变量内容。

定义方式：使用&符号

二、变量的存储方式

在讲解变量的引用之前，我们先来了解一下变量的存储方式。

下面以一个例子来说明：

// 1、定义一个变量$a
$a = '111';   //当我们定义一个变量$a时，那么程序就会为它在内存当中开启一个内存空间，此时$a就指向这个内存空间（内存空间里存储着相应的值）。

// 2、定义一个变量$b，然后将$a的值赋值给$b
$b = $a;      //这时程序不会为变量$b再开启一个内存空间，这里涉及到了php的COW机制。

//只有对$a或$b中的其中一个进行修改时，才会进行复制一份内存。
//3、修改$a
$a = '222';    //复制一份内存，用于存储修改后的值。

附：COW(copy on write)是内存优化的常见手段，在php中也采用了这种方式来优化内存。COW：写时复制，即只有当对其中一个或多个变量进行写操作的时候，才会复制一份内存，对其内容进行修改。

验证：
php有个函数memory_get_usage()可以用来查看PHP所使用的内存情况。

验证内存变化

如上图可以看出，前面两个打印出来的内存使用情况相差并不大，而第三个则拉开了很大的差距，这是因为当修改变量$a时，程序为变量$a复制了一份内存用于存储修改后的值。

三、变量的引用机制

我们接着上面的例子，把$b = $a改为$b = &$a，结果分析如下：

从上面可以看出，三个打印出来的内存使用情况差别都不大，这就是引用的机制。上面的情况无论你是修改$a还是$b，最后$a和$b都会变为修改后的值，程序并没有为修改后的变量开启新的内存空间。

四、从zval变量容器底层去了解引用

众所周知php的变量都是通过zend引擎来处理的，而zval结构体则是管理我们变量的一个容器，而xdebug_debug_zval函数则是我们调试zval结构体的一个好工具（注意，想使用该函数需要安装Xdebug插件）。

使用函数xdebug_debug_zval()打印出来的zval结构如下：

<?php
$a = 'aaa';
xdebug_debug_zval('a');

在浏览器输出如下内容：

a:
(refcount=1, is_ref=0)string 'aaa' (length=3)

结构说明：
1）refcount表示引用计数，用来记录有多少个变量指向这个zval容器；
2）is_ref表示是否为引用，一个bool型的值；
3）表示数据的类型；
4）最后则为它的值。
注意：当refcount为1的时候，is_ref必须为0。当refcount为0的时候，该容器会被删除掉，释放空间出来。

使用引用

五、unset与引用

当一个变量是使用了引用时，unset函数只会删除引用，并不会销毁内存空间。

由如下分析可以证明：

从上面可以看出，三次打印出来的内存使用情况基本没有什么变动。

六、对象与引用

在PHP中，对象本身就是引用传递。

验证如下：

分析：

1）当定义$a2 = $a1时，zval结构体的refcount值由1变为2；
2）此时无论修改的是$a2->type还是$a1->type的值，其实修改的都是同时一个空间里的值；
3）由此可以发现此时并没有使用到COW机制；
4）这是因为这种情况下$a1和$a2引用到了同一个对象。

七、测试题

1、写出如下程序的输出结果

$data = ['a', 'b', 'c'];
foreach($data as $k => $v){
        $v = &$data[$k];
}
//程序运行时，每一次循环结束后变量$data的值是什么？
//程序执行完后，变量$data的值是什么？

运行结果如下：

八、参考文献

1、Xdebug
官方手册：https://xdebug.org/docs/all

2、垃圾回收机制
关于PHP垃圾回收机制(Garbage Collection . GC)，这位作者写了三篇比较好的文章，其中第一篇主要就是讲解PHP如何处理变量的。
1） Collecting Garbage: PHP’s take on variables
2）Collecting Garbage: Cleaning Up
3）Collecting Garbage: Performance Considerations
第一篇的译文： https://blog.csdn.net/newbird105/article/details/45315429

3、关于COW
1）CSDN博客文章：php中COW机制