PHP内核探索:引用与函数执行

以引用的形式传递参数
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一个函数的执行结果要返回给调用者,除了使用return功能,还有一种办法,那就是以引用的形式传递参数,然后在内部修改这个参数的值。前一种方法往往只能返回一个值,如果我们的函数执行结果具有多种数据,便需要把这些数据打包到一个数组、类等复合类型的变量中才能得以实现;但后一种方法相比而言就简单一些了。

运行时传递引用:Call-time Pass-by-ref

标题有点绕口,其实很简单,功能如以下php代码所示:

<?php
function byref_calltime($a) {
    $a = '(modified by ref!)';
}

$foo = 'I am a string';

//使用&传递引用
byref_calltime(&$foo);
echo $foo;
//输出'(modified by ref!)'
?>

我们在传递参数的时候使用&操作符,便可以传递$foo变量的引用过去,而不是copy一份。当我们在函数内核修改这个参数时,函数外部的$foo也跟着被一起修改了。同样的功能我们如何在扩展里实现呢,其实很简单,请看下面的源码:

ZEND_FUNCTION(byref_calltime)
{
	zval *a;

	//我们我接收的参数传给zval *a;
	if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, "z", &a) == FAILURE)
	{
		RETURN_NULL();
	}
	
	//如果a不是以应用的方式传递的。
	if (!a->is_ref__gc)
	{
        return;
	}
	
	//将a转成字符串
	convert_to_string(a);
	
	//更改数据
	ZVAL_STRING(a," (modified by ref!)",1);
	return;
}

编译时的传递引用Compile-time Pass-by-ref

如果每一次都在调用函数时候都对参数加一个&符号真是太罗嗦了,有没有一个简单的办法呢,比如在定义函数的时候便声明这个参数是引用形式的,而不用用户自己加&符号表示引用,而由内核来完成这步操作?这个功能是有的,我们在PHP语言中可以这样实现。

<?php
// 在定义函数参数的时候加了引用符
function byref_compiletime(&$a) {
    $a = ' (modified by ref!)';
}
$foo = 'I am a string';

//这个地方我们没有加&引用符
byref_compiletime($foo);
echo $foo;
//输出 (modified by ref!)
?>

上面的代码中,我们只是把引用符号从函数调用里转移到函数定义里。此功能在扩展里面实现的话就颇费周折了,我们需要提前为它定义一个arginfo结构体来向内核通知此函数的这个特定行为。添加此函数到module_entry里需要这样:

ZEND_FE(byref_compiletime, byref_compiletime_arginfo)

byref_compiletime_arginfo十一个arginfo结构体,我们在前面的章节中已经用过一次了。

在Zend Engine 2 (PHP5+)中,arginfo的数据是由多个zend_arg_info结构体构成的数组,数组的每一个成员即每一个zend_arg_info结构体处理函数的一个参数。zend_arg_info结构体的定义如下:

typedef struct _zend_arg_info {
    const char *name;				/* 参数的名称*/
    zend_uint name_len;				/* 参数名称的长度*/
    const char *class_name;			/* 类名 */
    zend_uint class_name_len;		/* 类名长度*/
    zend_bool array_type_hint;		/* 数组类型提示 */
    zend_bool allow_null;			/* 是否允许为NULL */
    zend_bool pass_by_reference;	/* 是否引用传递 */
    zend_bool return_reference;		/* 返回值是否为引用形式 */ 
    int required_num_args;  		/* 必要参数的数量 */
} zend_arg_info;

生成zend_arg_info结构的数组比较繁琐,为了方便PHP扩展开发者,内核已经准备好了相应的宏来专门处理此问题,首先先用一个宏函数来生成头部,然后用第二个宏生成具体的数据,最后用一个宏生成尾部代码。

#define ZEND_BEGIN_ARG_INFO(name, pass_rest_by_reference)	ZEND_BEGIN_ARG_INFO_EX(name, pass_rest_by_reference, ZEND_RETURN_VALUE, -1)
#define ZEND_BEGIN_ARG_INFO_EX(name, pass_rest_by_reference, return_reference, required_num_args)	\
	static const zend_arg_info name[] = {																		\
		{ NULL, 0, NULL, 0, 0, 0, pass_rest_by_reference, return_reference, required_num_args },


#define ZEND_ARG_INFO(pass_by_ref, name)		{ #name, sizeof(#name)-1, NULL, 0, 0, 0, pass_by_ref, 0, 0 },
#define ZEND_ARG_PASS_INFO(pass_by_ref)			{ NULL, 0, NULL, 0, 0, 0, pass_by_ref, 0, 0 },
#define ZEND_ARG_OBJ_INFO(pass_by_ref, name, classname, allow_null) { #name, sizeof(#name)-1, #classname, sizeof(#classname)-1, 0, allow_null, pass_by_ref, 0, 0 },
#define ZEND_ARG_ARRAY_INFO(pass_by_ref, name, allow_null) { #name, sizeof(#name)-1, NULL, 0, 1, allow_null, pass_by_ref, 0, 0 },


#define ZEND_END_ARG_INFO()		};

//这里我们先看
ZEND_BEGIN_ARG_INFO(name, pass_rest_by_reference)
ZEND_BEGIN_ARG_INFO_EX(name, pass_rest_by_reference, return_reference,required_num_args)

这两个宏函数的前两个参数的含义是一样的,name便是这个zend_arg_info数组变量的名字,这里我们定义它为:byref_compiletime_arginfo。pass_rest_by_reference如果被赋值为1,则代表着所有的参数默认都是需要以引用的方式传递的(在arginfo中单独声明的除外)。而对于ZEND_BEGIN_ARG_INFO_EX的后两个参数:

  • name和pass_rest_by_reference的含义同上。
  • return_reference:声明这个函数的返回值需要以引用的形式返回,这个参数已经在前面章节用过了。
  • required_num_args:函数被调用时,传递参数至少为前N个函数(也就是后面参数都有默认值),当设置为-1时,必须传递所有参数

接下来让我们看生成具体数据的宏:

ZEND_ARG_PASS_INFO(by_ref)
//强制所有参数使用引用的方式传递


ZEND_ARG_INFO(by_ref, name)
//如果by_ref为1,则名称为name的参数必须以引用的方式传递,


ZEND_ARG_ARRAY_INFO(by_ref, name, allow_null)
ZEND_ARG_OBJ_INFO(by_ref, name, classname, allow_null)
这两个宏实现了类型绑定,也就是说我们在传递某个参数时,必须是数组类型或者某个类的实例。如果最后的参数为真,则除了绑定的数据类型,还可以传递一个NULL数据。

//我们组合起来使用:
ZEND_BEGIN_ARG_INFO(byref_compiletime_arginfo, 0)
    ZEND_ARG_PASS_INFO(1)
ZEND_END_ARG_INFO()

为了使我们的扩展能够兼容PHP4,还需要使用#ifdef进行特殊处理。

#ifdef ZEND_ENGINE_2
    ZEND_BEGIN_ARG_INFO(byref_compiletime_arginfo, 0)
        ZEND_ARG_PASS_INFO(1)
    ZEND_END_ARG_INFO()
#else /* ZE 1 */
static unsigned char byref_compiletime_arginfo[] =   { 1, BYREF_FORCE };
#endif

我们copy一份ZEND_FUNCTION(byref_calltime)的实现,并重名成ZEND_FUNCTION(byref_compiletime)就行了。或者直接弄个ZEND_FALIAS就行了:

ZEND_FE(byref_compiletime,byref_calltime,byref_compiletime_arginfo)

延伸阅读

此文章所在专题列表如下:

  1. PHP内核探索:从SAPI接口开始
  2. PHP内核探索:一次请求的开始与结束
  3. PHP内核探索:一次请求生命周期
  4. PHP内核探索:单进程SAPI生命周期
  5. PHP内核探索:多进程/线程的SAPI生命周期
  6. PHP内核探索:Zend引擎
  7. PHP内核探索:再次探讨SAPI
  8. PHP内核探索:Apache模块介绍
  9. PHP内核探索:通过mod_php5支持PHP
  10. PHP内核探索:Apache运行与钩子函数
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  56. PHP内核探索:函数的内部结构
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  59. PHP内核探索:函数的参数
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