深入理解PHP传参原理

php中文网

发布时间：2016-06-16 09:16:23

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来源于php中文网

原创

杰易OA办公自动化系统6.0

基于Intranet/Internet 的Web下的办公自动化系统，采用了当今最先进的PHP技术，是综合大量用户的需求,经过充分的用户论证的基础上开发出来的，独特的即时信息、短信、电子邮件系统、完善的工作流、数据库安全备份等功能使得信息在企业内部传递效率极大提高，信息传递过程中耗费降到最低。办公人员得以从繁杂的日常办公事务处理中解放出来，参与更多的富于思考性和创造性的工作。系统力求突出体系结构简明

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首先说下今天想到的一个问题。在编写php扩展的时候，似乎参数（即传给zend_parse_parameters的变量）是不需要free的。举例：

<span php_function><span char>*<span str><span int><span str_len><span if> (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, <span><span s><span>, &str, &str_len) ==<span failure return_false php_printf></span>    <br>    </span><span><span>
}</span></span></span></span></span></span></span></span></span></span>

运行正常：

test("Hello World"); <span><span world></span></span>

这里不用担心test函数会发生内存泄露，php会自动帮我们回收这些用于保存参数的变量。

那php究竟是如何做到的呢？要解释这个问题，还是得看php是怎么传递参数的。

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EG(argument_stack)简介

简单来讲，在php中的EG中保存了一个专门用于存放参数的栈，名为argument_stack。每当发生函数调用的时候，php会将传入的参数压进EG(argument_stack)。一旦函数调用结束，则EG(argument_stack)被清理，并且等待下一次的函数调用。

关于EG(argument_stack)的struct结构、用途，php5.2和5.3实现有一些区别。本文主要以5.2为例，5.3+的变化后面抽空再说。

上图是5.2中argument_stack的大概示意图，看起来简单明了。其中，栈顶和栈底固定为NULL。函数接收的参数按照从左到右的顺序，依次被压入栈。注意，最后会被额外压入一个long型的值，表示栈里的参数个数（上图中为10）。

那被压入argument_stack的参数究竟是什么呢？其实是一个个zval类型的指针。它们指向的zva有可能是CV变量，有可能是is_ref=1的变量，还有可能是一个常量数字，或者常量字符串。

EG(argument_stack)在php5.2中被具体实现为zend_ptr_stack类型:

typedef <span struct><span _zend_ptr_stack><span int><span top><span int><span max><span void> **<span elements><span void> **<span top_element zend_ptr_stack></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span>

初始化argument_stack

初始化argument_stack的工作是发生在php处理具体的请求之前，更准确说是处于php解释器的启动过程之中。

在init_executor函数里我们发现如下2行：

zend_ptr_stack_init(&<span eg zend_ptr_stack_push>&EG(argument_stack), (<span void> *) NULL);</span></span>

这2行分别代表着，初始化EG(argument_stack)，紧接着压入一个NULL。由于EG是个全局变量，因此在实际调用zend_ptr_stack_init之前，EG(argument_stack)中的所有数据全部为0。

zend_ptr_stack_init实现很简单。

ZEND_API <span void> zend_ptr_stack_init(zend_ptr_stack *<span stack>->top_element = stack->elements = (<span void> **) emalloc(<span sizeof>(<span void> *)*<span ptr_stack_block_size stack>->max =<span ptr_stack_block_size stack>->top = <span><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span>

一旦argument_stack被初始化完，则立即会被压入NULL。这里无须深究，这个NULL其实没有任何的含义。

NULL入栈之后，整个argument_stack的实际内存分布如下：

参数入栈

在压入第一个NULL之后，一旦再有参数入栈，则argument_stack会发生如下动作：

stack->top++<span>*(stack->top_element++) =<span></span></span>

我们用一段简单的php代码来说明问题：

<span function> foo( <span><span><span print_r>(<span><span foo>"hello world");</span></span></span></span></span></span>

上述代码在调用foo的时候，传入了一个字符串常量。因此，实际上被压入栈的是一个指向存储“hello world”的zval。用vld来查看编译之后的opcode：

line     # *  op                           fetch          ext  return  operands
---------------------------------------------------------------------------------
   3     0  >   NOP
   6     1      SEND_VAL                                                  OP1[  IS_CONST (458754) 'hello world' ]
         2      DO_FCALL                                      1           OP1[  IS_CONST (458752) 'foo' ]
  15     3    > RETURN                                                    OP1[  IS_CONST (0) 1 ]

SEND_VAL指令实际上做的事情就是将“hello world”压入argument_stack。

<span int><span zend_send_val_spec_const_handler><span zval>*<span valptr>*<span value>= &opline-><span op1.u.constant alloc_zval init_pzval_copy value><span if> (!<span><span zval_copy_ctor></span><br>        <span valptr>指向存放hello world的zval</span>
        zend_ptr_stack_push(</span>&<span eg valptr>
}</span></span></span></span></span></span></span></span>

入栈完成之后的argument_stack为：

参数个数

前文说到，实际上并非把所有参数入栈就完事了。php还会额外压入一个数字，表示参数的个数，这个工作并非发生在SEND_XXX指令的时候。实际上，在真正执行函数之前，php会将参数个数入栈。

继续沿用上面的例子，DO_FCALL 指令用于调用foo函数。在调用foo之前，php会自动填入argument_stack最后一块。

<span static> <span int><span zend_do_fcall_common_helper_spec><span><span><span><span><span><span>
    zend_ptr_stack_2_push(&EG(argument_stack), (<span void> *)(zend_uintptr_t)opline-><span extended_value null><span if> (EX(function_state).function->type ==<span zend_internal_function><span else> <span if> (EX(function_state).function->type ==<span zend_user_function><span><span>
<span zend_execute tsrmls_cc><span else> { <span><span zend_overloaded_function><span><span><span><span argument_stack></span>
<span zend_ptr_stack_clear_multiple zend_vm_next_opcode></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span>

压入参数个数和NULL之后，用于foo调用的整个argument_stack已然完成。

获取参数

继续跟进上面的例子。让我们深入到foo函数，看看foo的opcode是什么样子的。

line     # *  op                           fetch          ext  return  operands
---------------------------------------------------------------------------------
   3     0  >   RECV                                                      OP1[  IS_CONST (0) 1 ]
   4     1      SEND_VAL                                                  OP1[  IS_CONST (5) 123 ]
         2      DO_FCALL                                      1           OP1[  IS_CONST (459027) 'print_r' ]
   5     3    > RETURN                                                    OP1[  IS_CONST (0) null ]

第一条指令是RECV，从字面上理解便是用于获取栈中参数的。实际上，SEND_VAL和RECV有点对应的感觉。每次函数调用之前SEND_VAL，在函数内部进行RECV。为什么不说是完全对应，实际上RECV指令并非一定需要。只有当用户定义的函数被调用是，才会产生RECV。我们编写的扩展函数，php自带的内建函数，都不会有RECV。

需要额外指出的是，每次SEND_VAL和RECV 均只能处理一个参数。也就是说如果传参的过程中有多个参数，那么会产生若干SEND_VAL以及若干RECV。这里引出一个很有趣的话题，传入参数和获取参数的顺序是怎样的呢？

答案是，SEND_VAL会将参数从左至右的进行压栈，而RECV一样的从左至右获取参数。

<span static> <span int><span zend_recv_spec_handler><span><span param>
    <span if> (zend_ptr_stack_get_arg(arg_num, (<span void> **) &param TSRMLS_CC)==<span failure><span else><span zend_free_op free_res zval>**<span var_ptr><span><span>
        zend_verify_arg_type((zend_function *) EG(active_op_array), arg_num, *<span param tsrmls_cc var_ptr>= get_zval_ptr_ptr(&opline->result, EX(Ts), &<span free_res bp_var_w><span><span>
        <span if> (PZVAL_IS_REF(*<span param zend_assign_to_variable_reference tsrmls_cc><span else><span zend_receive>*<span param tsrmls_cc zend_vm_next_opcode></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span>

zend_assign_to_variable_reference 和 zend_receive 都会完成“获取参数” 。“获取参数”不太好理解，实际它究竟是做哪些事情呢？

说到底很简单，“获取参数”就是将这个参数添加到当前函数执行期间的“符号表”中，具体对应为EG(current_execute_data)->symbol_table。本示例中，RECV完成之后，函数体内的symbol_table中有了一个符号‘str’，它的值为“hello world”。

但argument_stack并没有发生一丝变化，因为RECV仅仅是读取参数，而不会对栈产生类似pop操作。

清理argument_stack

foo内部的print_r也是一个函数调用，因此也会产生压栈-->清栈的操作。因此print_r执行之前的argument_stack为：

print_r执行之后argument_stack又回到了foo刚RECV完的状态。

具体调用print_r的过程并非本文阐述的重点。我们关心的是当调用foo结束之后，php是如何清理argument_stack的。

上面展示的do_fcall代码片段中可以看出，清理工作由

<span static> inline <span void><span zend_ptr_stack_clear_multiple><span void> **p = EG(argument_stack).top_element-<span><span><span><span>
    <span int> delete_count = (<span int>)(zend_uintptr_t) *<span p eg>-= (delete_count+<span><span><span><span>
    <span while> (--delete_count>=<span><span zval>*q = *(zval **)(--<span p>*p =<span null zval_ptr_dtor>&<span q eg>=<span p></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span>

注意这里清理栈中zval指针，使用的是zval_ptr_dtor。zval_ptr_dtor会将refcount减1，一旦refcount减为0，则保存该变量的内存区域会被真正的回收掉。

在本文示例中，foo调用完毕之后，保存“hello world”的zval状态为：

value        "hello world"
refcount     1
type         6
is_ref       0

由于refcount只剩1，因此，zval_ptr_dtor会将“hello world”真正从内存中销毁。

消栈完毕之后的argument_stack内存状态为：

可以看出上图中的argument_stack与刚被初始化之后是一样的。此时argument_stack真正做好了迎接下一次函数调用的准备。

回到文章刚开始的问题...

为何无需free(str)呢？弄明白了argument_stack之后就很好理解这个问题了。

因为str指向的是zval中实际存放“hello world”的内存地址。假设扩展函数如下：

<span php_function><span char>*<span str><span int><span str_len><span if> (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, <span><span s><span>, &str, &str_len) ==<span failure return_false str><span>] = <span><span h><span><span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span></span>

则调用

$a = <span><span hello world><span><span test echo></span></span></span></span>

会输出“Hello world”。尽管我们调用test的时候，并非是传$a的引用，但实际效果相当于test(&$a)。

简单来说，内存中只有一份$a，不管是CV数组中，还是在argument_stack中。而zend_parse_parameters并没有拷贝一份数据用于函数执行，事实上它也不能这么做。因此，当函数完毕之后，如果没有其他地方会用到$a，php清理argument_stack时会帮我们free。如果仍然其他代码在使用，就更加不能手动free了，否则会破坏$a的内存区域。

需要注意的是，并非写扩展函数中用到的每个变量，php都会自动回收。所以该free的时候，切勿手软:)