全面解讀php-引用變量(&)


本文講述引用傳值的核心原理,看完即可掃清一切和引用傳值相關的內容,不會了記得畫圖。

一、memory_get_usage的使用

傳值賦值

// 定義一個變量
$a = range(0, 10000);
//memory_get_usage() 可以查看PHP內存使用量
var_dump(memory_get_usage()); // int(989778)

// 定義變量b,將a變量的值賦值給b
$b = $a;
var_dump(memory_get_usage()); // int(989764)

// 對a進行修改,只有發生了COW機制的才會重新開辟一塊兒存儲空間
// COW機制: Copy-On-Write 
$a = range(0, 10000);
var_dump(memory_get_usage());  //int(1855643)

原理說明:

1、定義一個變量$a=range(0,1000);

;

2、$b = $a;

3、對a進行修改 $a = range(0, 10000)

COW機制

PHP寫時復制機制(Copy-on-Write,也縮寫為COW)

  • 顧名思義,就是在寫入時才真正復制一份內存進行修改。
  • COW最早應用在Unix系統中對線程與內存使用的優化,后面廣泛的被使用在各種編程語言中,如C++的STL等。 
  • 在PHP內核中,COW也是主要的內存優化手段。
  • 在通過變量賦值的方式賦值給變量時,不會申請新內存來存放新變量的值,而是簡單的通過一個計數器來共用內存。只有在其中的一個引用指向變量的值發生變化時,才申請新空間來保存值內容,以減少對內存的占用。
  • 在很多場景下PHP都使用COW進行內存的優化。比如:變量的多次賦值、函數參數傳遞,並在函數體內修改實參等。

引用賦值

// 定義一個變量
$a = range(0, 10000);
var_dump(memory_get_usage()); //int(989761)

// 定義變量b,將a變量的引用賦給b
$b = &$a;
var_dump(memory_get_usage()); //int(989876)

// 對a進行修改
$a = range(0, 10000);
var_dump(memory_get_usage()); int(989869)

原理說明:

  1. 定義一個變量 $a = range(0, 10000);

  2. 定義變量b,將a變量的引用賦給b $b = &$a;

  3. 對a進行修改 $a = range(0, 10000);

 

二、xdebug_debug_zval() 用於顯示變量的信息

傳值賦值

$a = 1;
//xdebug_debug_zval() 用於顯示變量的信息。需要安裝xdebug擴展。
xdebug_debug_zval('a'); //a:(refcount=1, is_ref=0)

// 定義變量b,把a的值賦值給b
$b = $a;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=2, is_ref=0)
xdebug_debug_zval('b');//b: (refcount=2, is_ref=0)

// a進行寫操作
$a = 2;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=1, is_ref=0)
xdebug_debug_zval('b');//b: (refcount=1, is_ref=0)

1、定義變量 $a = 1;

$a = 1;
xdebug_debug_zval('a'); //a:(refcount=1, is_ref=0)

refcount=1 表示該變量指向的內存地址的引用個數變為1
is_ref=0 表示該變量不是引用

2、定義變量 $b ,把 $a 的值賦給 $b, $b = $a;

// 定義變量b,把a的值賦值給b
$b = $a;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=2, is_ref=0)
xdebug_debug_zval('b');//b: (refcount=2, is_ref=0)

refcount=2 表示該變量指向的內存地址的引用個數變為2
is_ref=0 表示該變量不是引用

3、對變量 $a 進行寫操作 $a = 2;

// a進行寫操作
$a = 2;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=1, is_ref=0)
xdebug_debug_zval('b');//b: (refcount=1, is_ref=0)

因為COW機制,對變量 $a 進行寫操作時,會為變量 $a 新分配一塊內存空間,用於存儲變量 $a 的值。
此時 $a 和 $b 指向的內存地址的引用個數都變為1。

引用賦值

$a = 1;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=1, is_ref=0)

// 定義變量b,把a的引用賦給b
$b = &$a;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=2, is_ref=1)
xdebug_debug_zval('b');//b: (refcount=2, is_ref=1

// a進行寫操作
$a = 2;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=2, is_ref=1)
xdebug_debug_zval('b');//b: (refcount=2, is_ref=1)

原理說明:

定義變量 $a = 1;

$a = 1;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=1, is_ref=0) 

refcount=1 表示該變量指向的內存地址的引用個數變為1
is_ref=0 表示該變量不是引用

2、定義變量 $b ,把 $a 的引用賦給 $b, $b = &$a;

// 定義變量b,把a的引用賦給b
$b = &$a;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=2, is_ref=1)
xdebug_debug_zval('b');//b: (refcount=2, is_ref=1 

refcount=2 表示該變量指向的內存地址的引用個數變為2
is_ref=1 表示該變量是引用

3、對變量 $a 進行寫操作 $a = 2;

// a進行寫操作
$a = 2;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=2, is_ref=1)
xdebug_debug_zval('b');//b: (refcount=2, is_ref=1)

 

  • 因為變量 $a 和變量 $b 指向相同的內存地址,其實引用。
  • 對變量 $a 進行寫操作時,會直接修改指向的內存空間的值,因此變量 $b 的值會跟着一起改變。

三、當變量時引用時,unset()只會取消引用,不會銷毀內存空間

$a = 1;
$b = &$a;

// unset 只會取消引用,不會銷毀內存空間
unset($b);

echo $a; //1

原理說明:

定義變量 $a ,並將 $a 的引用賦給變量 $b

$a = 1;
$b = &$a;

銷毀 $b

unset($b);

 

輸出 $a

雖然銷毀的 $b,但是 $a 的引用和內存空間依舊存在。

echo $a;  //1

四、php中對象本身就是引用賦值

class Person
{
    public $name = 'zhangsan';
}

$p1 = new Person;
xdebug_debug_zval('p1'); //p1: (refcount=1, is_ref=0)=class Person { public $name = (refcount=2, is_ref=0)=1 }

$p2 = $p1;
xdebug_debug_zval('p1');// p1: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $name= (refcount=2, is_ref=0)=1 }
xdebug_debug_zval('p2'); //p2: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $name= (refcount=2, is_ref=0)=1 }

$p2->age = 2;
xdebug_debug_zval('p1');//p1: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $name= (refcount=1, is_ref=0)=2 }
xdebug_debug_zval('p2');//p2: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $name= (refcount=1, is_ref=0)=2 }

原理說明

1、實例化對象 $p1 = new Person;

$p1 = new Person;
xdebug_debug_zval('p1'); //p1: (refcount=1, is_ref=0)=class Person { public $name = (refcount=2, is_ref=0)=1 } 

refcount=1 表示該變量指向的內存地址的引用個數變為1
is_ref=0 表示該變量不是引用

2、把 $p1 賦給 $p2

$p2 = $p1;
xdebug_debug_zval('p1');// p1: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $name= (refcount=2, is_ref=0)=1 }
xdebug_debug_zval('p2'); //p2: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $name= (refcount=2, is_ref=0)=1 } 

refcount=2 表示該變量指向的內存地址的引用個數變為2

3、對 $p2 中的屬性 name 進行寫操作

$p2->name = 'lisi';
xdebug_debug_zval('p1');//p1: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $name= (refcount=1, is_ref=0)=2 }
xdebug_debug_zval('p2');//p2: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $name= (refcount=1, is_ref=0)=2 } 

因為php中對象本身就是引用賦值。對 $p2 中的屬性 name 進行寫操作時,會直接修改指向的內存空間的值,因此變量 $p1name 屬性的值會跟着一起改變。

五、實戰例題分析

寫出如下程序的輸出結果
 
$d = ['a', 'b', 'c'];
 
foreach($d as $k => $v)
{
  $v = &$d[$k];
}

程序運行時,每一次循環結束后變量 $d 的值是什么?請解釋。
程序執行完成后,變量 $d 的值是什么?請解釋。

1. 第一次循環

推算出進入 foreach 時 $v$d[$k] 的值

$k = 0
$v = 'a'
$d[$k] = $d[0] = 'a'

此時,$v 和 $d[0] 在內存中分別開辟了一塊空間

$v 和 $d[0] 在內存中分別開辟了一塊空間

$v = &$d[0] 改變了 $v 指向的內存地址

$v = &$d[0]
$v = &$d[0] 改變了 $val 指向的內存地址

第一次循環后 $d 的值:

['a', 'b', 'c']

2. 第二次循環

進入 foreach 時 $v 被賦值為 'b',此時$v指向的內存地址與 $d[0] 相同,且為引用,因此 $d[0] 的值被修改為 'b'

$v = 'b' => $d[0] = 'b'

$v = ‘b’ => $d[0] = ‘b’

推算出進入 foreach 時 $d[$k] 的值

$k = 1
$d[$k] = $d[1] = 'b'
$d[2] = ‘b’

$v = &$d[1] 改變了 $v 指向的內存地址

$v = &$d[1]
$v = &$d[1]

第二次循環后 $d 的值

['b', 'b', 'c']

3. 第三次循環

進入 foreach 時 $v 被賦值為 'c',此時$v指向的內存地址與 $d[1] 相同,且為引用,因此 $d[1] 的值被修改為 'c'

$v = 'c' => $d[1] = 'c'

$v = ‘c’ => $d[1] = ‘c’]

推算出進入 foreach 時 $d[$k] 的值

$k = 2
$d[2] = 'c'
$d[2] = ‘c’

$v = &$d[2] 改變了 $v 指向的內存地址

$v = &$d[2]
$v = &$d[2]

第三次循環后 $d 的值

['b', 'c', 'c']

4. 實測

$d = ['a', 'b', 'c'];

foreach ($d as $k=>$v)
{
    $v = &$d[$k];
    print_r($d);
}

print_r($d);
Array
(
    [0] => a
    [1] => b
    [2] => c
)
Array
(
    [0] => b
    [1] => b
    [2] => c
)
Array
(
    [0] => b
    [1] => c
    [2] => c
)
Array
(
    [0] => b
    [1] => c
    [2] => c
)

 

 

`

 


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