关于PHP5和PHP7中数组实现方式的比较总结_php技巧_

 // PHP 5 中 hashtable 的数据结构定义 typedef struct bucket { ulong h; /*对于索引数组，存储 key 的原始值；对于关联数组，存储 key 的 hash 之后的值*/ uint nKeyLength; /*关联数组时存储 key 的长度，索引数组此值为 0*/ void *pData; /*指向数组 value 的地址*/ void *pDataPtr; /*如果 value 为指针，则由 pDataPtr 记录 vlaue，pData 则指向 pDataPtr*/ // PHP 5 中数组元素的顺序是固定的，无论什么时候遍历，数组元素总是与插入时的顺序一致 // PHP 5 中使用双向链表来保证数组元素的顺序，pListNext 和 pListLast 分别按照 // 元素插入顺序记录当前 bucket 的下一个和上一个 bucket struct bucket *pListNext; struct bucket *pListLast; // PHP 5 使用拉链法解决 hash 碰撞，pNext 和 pLast 分别存储当前 bucket // 在冲突的双向链表中的下一个和上一个相邻的 bucket struct bucket *pNext; struct bucket *pLast; const char *arKey; /*关联数组是存储 key 的原始值*/ } Bucket; typedef struct _hashtable { uint nTableSize; /*当前 ht 所分配的 bucket 的总数，2^n*/ uint nTableMask; /*nTableSize - 1，用于计算索引*/ uint nNumOfElements; /*实际存储的元素的数量*/ ulong nNextFreeElement; /*下一个可以被使用的整数 key*/ Bucket *pInternalPointer; /*数组遍历时，记录当前 bucket 的地址*/ Bucket *pListHead; Bucket *pListTail; Bucket **arBuckets; /*记录 bucket 的 C 语言数组*/ dtor_func_t pDestructor; /*删除数组元素时内部调用的函数*/ zend_bool persistent; /*标识 ht 是否永久有效*/ unsigned char nApplyCount; /*ht 允许的最大递归深度*/ zend_bool bApplyProtection; /*是否启用递归保护*/ #if ZEND_DEBUG int inconsistent; #endif } HashTable; // PHP 7 中 hashtable 的数据结构 // PHP 7 中个子版本以及阶段版本中对 hashtable 的数据结构的定义会有微小的差别，这里使用的是 PHP 7.4.0 中的定义 struct _zend_string { zend_refcounted_h gc; zend_ulong h; /*字符串 key 的 hash 值*/ size_t len; /*字符串 key 的长度*/ char val[1]; /*存储字符串的值，利用了 struct hack*/ }; typedef struct _Bucket { zval val; /*内嵌 zval 结构，存储数组的 value 值*/ zend_ulong h; /* hash value (or numeric index) */ zend_string *key; /* string key or NULL for numerics */ } Bucket; typedef struct _zend_array HashTable; struct _zend_array { zend_refcounted_h gc; union { struct { ZEND_ENDIAN_LOHI_4( zend_uchar flags, zend_uchar _unused, zend_uchar nIteratorsCount, zend_uchar _unused2) } v; uint32_t flags; } u; uint32_t nTableMask; /*作用与 PHP 5 中 hashtable 中 nTableMask 作用相同，但实现逻辑稍有变化*/ Bucket *arData; /*存储 bucket 相关的信息*/ uint32_t nNumUsed; /*ht 中已经使用的 bucket 的数量，在 nNumOfElements 的基础上加上删除的 key*/ uint32_t nNumOfElements; uint32_t nTableSize; uint32_t nInternalPointer; zend_long nNextFreeElement; dtor_func_t pDestructor; }; 

 // nTableMask 为 -2 倍的 nTableSize 的无符号表示 #define HT_SIZE_TO_MASK(nTableSize) \ ((uint32_t)(-((nTableSize) + (nTableSize)))) // 在通过 idx 查找 Bucket 时，data 默认为 Bucket 类型，加 idx 表示向右偏移 idx 个 Bucket 位置 # define HT_HASH_TO_BUCKET_EX(data, idx) \ ((data) + (idx)) // 在通过 nIndex 查找 idx 时， // (uint32_t*)(data) 首先将 data 转换成了 uint32_t* 类型的数组 // 然后将 nIndex 转换成有符号数（负数），然后以数组的方式查找 idx 的值 #define HT_HASH_EX(data, idx) \ ((uint32_t*)(data))[(int32_t)(idx)] nIndex = h | ht->nTableMask; idx = HT_HASH_EX(arData, nIndex); p = HT_HASH_TO_BUCKET_EX(arData, idx); 

 // hash 碰撞双向链表的维护 #define CONNECT_TO_BUCKET_DLLIST(element, list_head) \ (element)->pNext = (list_head); \ (element)->pLast = NULL; \ if ((element)->pNext) { \ (element)->pNext->pLast = (element); \ } #define CONNECT_TO_GLOBAL_DLLIST_EX(element, ht, last, next)\ (element)->pListLast = (last); \ (element)->pListNext = (next); \ if ((last) != NULL) { \ (last)->pListNext = (element); \ } else { \ (ht)->pListHead = (element); \ } \ if ((next) != NULL) { \ (next)->pListLast = (element); \ } else { \ (ht)->pListTail = (element); \ } \ // 数组元素插入顺序双向链表的维护 #define CONNECT_TO_GLOBAL_DLLIST(element, ht) \ CONNECT_TO_GLOBAL_DLLIST_EX(element, ht, (ht)->pListTail, (Bucket *) NULL); \ if ((ht)->pInternalPointer == NULL) { \ (ht)->pInternalPointer = (element); \ } // 数组元素的更新 #define UPDATE_DATA(ht, p, pData, nDataSize) \ if (nDataSize == sizeof(void*)) { \ // 值为指针类型的元素的更新 \ if ((p)->pData != &(p)->pDataPtr) { \ pefree_rel((p)->pData, (ht)->persistent); \ } \ // pDataPtr 存储元素值的地址，pData 存储 pDataPtr 的地址 \ memcpy(&(p)->pDataPtr, pData, sizeof(void *)); \ (p)->pData = &(p)->pDataPtr; \ } else { \ // 如果数组元素为值类型，则存入 pData，此时 pDataPtr 为 Null \ if ((p)->pData == &(p)->pDataPtr) { \ (p)->pData = (void *) pemalloc_rel(nDataSize, (ht)->persistent); \ (p)->pDataPtr=NULL; \ } else { \ (p)->pData = (void *) perealloc_rel((p)->pData, nDataSize, (ht)->persistent); \ /* (p)->pDataPtr is already NULL so no need to initialize it */ \ } \ memcpy((p)->pData, pData, nDataSize); \ } // 数组元素的初始化 #define INIT_DATA(ht, p, _pData, nDataSize); \ if (nDataSize == sizeof(void*)) { \ // 指针类型元素的初始化 \ memcpy(&(p)->pDataPtr, (_pData), sizeof(void *)); \ (p)->pData = &(p)->pDataPtr; \ } else { \ // 值类型元素的初始化 \ (p)->pData = (void *) pemalloc_rel(nDataSize, (ht)->persistent);\ memcpy((p)->pData, (_pData), nDataSize); \ (p)->pDataPtr=NULL; \ } // hashtable 初始化校验，如果没有初始化，则初始化 hashtable #define CHECK_INIT(ht) do { \ if (UNEXPECTED((ht)->nTableMask == 0)) { \ (ht)->arBuckets = (Bucket **) pecalloc((ht)->nTableSize, sizeof(Bucket *), (ht)->persistent); \ (ht)->nTableMask = (ht)->nTableSize - 1; \ } \ } while (0) // 数组元素的新增或更新（精简掉了一些宏调用和代码片段) ZEND_API int _zend_hash_add_or_update(HashTable *ht, const char *arKey, uint nKeyLength, void *pData, uint nDataSize, void **pDest, int flag ZEND_FILE_LINE_DC) { ulong h; uint nIndex; Bucket *p; CHECK_INIT(ht); h = zend_inline_hash_func(arKey, nKeyLength); nIndex = h & ht->nTableMask; p = ht->arBuckets[nIndex]; while (p != NULL) { if (p->arKey == arKey || ((p->h == h) && (p->nKeyLength == nKeyLength) && !memcmp(p->arKey, arKey, nKeyLength))) { // 数组元素更新逻辑 if (flag & HASH_ADD) { return FAILURE; } ZEND_ASSERT(p->pData != pData); if (ht->pDestructor) { ht->pDestructor(p->pData); } UPDATE_DATA(ht, p, pData, nDataSize); if (pDest) { *pDest = p->pData; } return SUCCESS; } p = p->pNext; } // 数组元素新增逻辑 if (IS_INTERNED(arKey)) { p = (Bucket *) pemalloc(sizeof(Bucket), ht->persistent); p->arKey = arKey; } else { p = (Bucket *) pemalloc(sizeof(Bucket) + nKeyLength, ht->persistent); p->arKey = (const char*)(p + 1); memcpy((char*)p->arKey, arKey, nKeyLength); } p->nKeyLength = nKeyLength; INIT_DATA(ht, p, pData, nDataSize); p->h = h; // hash 碰撞链表维护 CONNECT_TO_BUCKET_DLLIST(p, ht->arBuckets[nIndex]); if (pDest) { *pDest = p->pData; } // 数组元素写入顺序维护 CONNECT_TO_GLOBAL_DLLIST(p, ht); ht->arBuckets[nIndex] = p; ht->nNumOfElements++; ZEND_HASH_IF_FULL_DO_RESIZE(ht); /* If the Hash table is full, resize it */ return SUCCESS; } 

 #define Z_NEXT(zval) (zval).u2.next #define HT_HASH_EX(data, idx) \ ((uint32_t*)(data))[(int32_t)(idx)] # define HT_IDX_TO_HASH(idx) \ ((idx) * sizeof(Bucket)) // PHP 7 中数组添加/修改元素（精简了部分代码） static zend_always_inline zval *_zend_hash_add_or_update_i(HashTable *ht, zend_string *key, zval *pData, uint32_t flag) { zend_ulong h; uint32_t nIndex; uint32_t idx; Bucket *p, *arData; /*... ...*/ ZEND_HASH_IF_FULL_DO_RESIZE(ht); /* If the Hash table is full, resize it */ add_to_hash: idx = ht->nNumUsed++; ht->nNumOfElements++; arData = ht->arData; p = arData + idx; p->key = key; p->h = h = ZSTR_H(key); nIndex = h | ht->nTableMask; Z_NEXT(p->val) = HT_HASH_EX(arData, nIndex); HT_HASH_EX(arData, nIndex) = HT_IDX_TO_HASH(idx); ZVAL_COPY_VALUE(&p->val, pData); return &p->val; }