PHP的架构

从下图可以看出，php从下到上是一个4层体系：

引用计数

前面有几篇文章提到，PHP中的变量都储存在’zval’这样一个容器中。在’zval’结构体中，存在is_ref和refcount两个元素分别来标志这个变量是否为引用集合（reference set）以及被引用的次数。我们很容易想到，既然refcount表示被引用的次数，那么当refcount=0的时候就表示没有变量指向这个zval容器，那么我们就可以将这个zval容器回收了。这就是引用计数垃圾回收机制。
但是，这样可能会发生循环引用的问题，会造成内存泄露。

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<?php
//step1
$a = array( 'one' );
$a[] =& $a;
//step2
unset($a);
?>

创建一个数组类型变量$a，给变量$a新增一个元素，该元素为数组变量$a的一个引用。此时变量$a的refcount为2。

背景

前几天在研究PHP引用变量的时候敲测试代码发现了一个很神奇的现象。在使用Xdebug扩展中的xdebug_debug_zval()函数查看变量的引用计数refcount的时候，发现PHP7和PHP5.4输出的结果竟然不一样，而且PHP7中输出的refcount竟然是0。具体测试代码和输出结果如下：

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echo 'Version: '.PHP_VERSION.PHP_EOL;
$a = 'Hello World';
debug_zval_dump($a);
xdebug_debug_zval('a');

PHP5.6输出：

Version: 5.6.27
string(11) “Hello World” refcount(2)
a: (refcount=1, is_ref=0)=’Hello World’

PHP7.0输出：

Version: 7.0.12
string(11) “Hello World” refcount(1)
a: (refcount=0, is_ref=0)=’Hello World’

本文第一部分和第二均翻译自Nikita Popov(nikic，PHP 官方开发组成员，柏林科技大学的学生) 的博客。为了更符合汉语的阅读习惯，文中并不会逐字逐句的翻译。

要理解本文，你应该对 PHP5 中变量的实现有了一些了解，本文重点在于解释 PHP7 中 zval 的变化。

第一部分讲了 PHP5 和 PHP7 中关于变量最基础的实现和变化。这里再重复一下，主要的变化就是 zval 不再单独分配内存，不自己存储引用计数。整型浮点型等简单类型直接存储在 zval 中。复杂类型则通过指针指向一个独立的结构体。

复杂的 zval 数据值有一个共同的头，其结构由 zend_refcounted 定义：

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struct _zend_refcounted {
    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;
};

这个头存储有 refcount（引用计数），值的类型 type 和循环回收的相关信息 gc_info 以及类型标志位 flags。

接下来会对每种复杂类型的实现单独进行分析并和 PHP5 的实现进行比较。引用虽然也属于复杂类型，但是上一部分已经介绍过了，这里就不再赘述。另外这里也不会讲到资源类型（因为作者觉得资源类型没什么好讲的）。

本文第一部分和第二均翻译自Nikita Popov(nikic，PHP 官方开发组成员，柏林科技大学的学生) 的博客。为了更符合汉语的阅读习惯，文中并不会逐字逐句的翻译。

要理解本文，你应该对 PHP5 中变量的实现有了一些了解，本文重点在于解释 PHP7 中 zval 的变化。

由于大量的细节描述，本文将会分成两个部分：第一部分主要描述 zval(zend value) 的实现在 PHP5 和 PHP7 中有何不同以及引用的实现。第二部分将会分析单独类型（strings、objects）的细节。

PHP5 中的 zval

PHP5 中 zval 结构体定义如下：

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typedef struct _zval_struct {
    zvalue_value value;
    zend_uint refcount__gc;
    zend_uchar type;
    zend_uchar is_ref__gc;
} zval;