2.3 静态变量

PHP中局部变量分配在zend_execute_data结构上，每次执行zend_op_array都会生成一个新的zend_execute_data，局部变量在执行之初分配，然后在执行结束时释放，这是局部变量的生命周期，而局部变量中有一种特殊的类型：静态变量，它们不会在函数执行完后释放，当程序执行离开函数域时静态变量的值被保留下来，下次执行时仍然可以使用之前的值。

PHP中的静态变量通过static关键词创建：

  1. function my_func(){
  2.     static $count = 4;
  3.     $count++;
  4.     echo $count,"\n";
  5. }
  6. my_func();
  7. my_func();
  8. ===========================
  9. 5
  10. 6

2.3.1 静态变量的存储

静态变量既然不会随执行的结束而释放，那么很容易想到它的保存位置：zend_op_array->static_variables，这是一个哈希表，所以PHP中的静态变量与普通局部变量不同，它们没有分配在执行空间zend_execute_data上，而是以哈希表的形式保存在zend_op_array中。

静态变量只会初始化一次，注意：它的初始化发生在编译阶段而不是执行阶段，上面这个例子中：static $count = 4;是在编译阶段发现定义了一个静态变量，然后插进了zend_op_array->static_variables中，并不是执行的时候把static_variables中的值修改为4，所以上面执行的时候会输出5、6，再次执行并没有重置静态变量的值。

这个特性也意味着静态变量初始的值不能是变量，比如：static $count = $xxx;这样定义将会报错。

2.3.2 静态变量的访问

局部变量通过编译时确定的编号进行读写操作，而静态变量通过哈希表保存，这就使得其不能像普通变量那样有一个固定的编号，有一种可能是通过变量名索引的，那么究竟是否如此呢？我们分析下其编译过程。

静态变量编译的语法规则：

  1. statement:
  2.     ...
  3.     |   T_STATIC static_var_list ';'    { $$ = $2; }
  4.     ...
  5. ;
  7. static_var_list:
  8.         static_var_list ',' static_var { $$ = zend_ast_list_add($1, $3); }
  9.     |   static_var { $$ = zend_ast_create_list(1, ZEND_AST_STMT_LIST, $1); }
  10. ;
  12. static_var:
  13.         T_VARIABLE          { $$ = zend_ast_create(ZEND_AST_STATIC, $1, NULL); }
  14.     |   T_VARIABLE '=' expr { $$ = zend_ast_create(ZEND_AST_STATIC, $1, $3); }
  15. ;

语法解析后生成了一个ZEND_AST_STATIC语法树节点，接着再看下这个节点编译为opcode的过程：zend_compile_static_var。

  1. void zend_compile_static_var(zend_ast *ast)
  2. {
  3.     zend_ast *var_ast = ast->child[0];
  4.     zend_ast *value_ast = ast->child[1];
  5.     zval value_zv;
  7.     if (value_ast) {
  8.         //定义了初始值
  9.         zend_const_expr_to_zval(&value_zv, value_ast);
  10.     } else {
  11.         //无初始值
  12.         ZVAL_NULL(&value_zv);
  13.     }
  15.     zend_compile_static_var_common(var_ast, &value_zv, 1);
  16. }

这里首先对初始化值进行编译，最终得到一个固定值，然后调用：zend_compile_static_var_common()处理，首先判断当前编译的zend_op_array->static_variables是否已创建，未创建则分配一个HashTable，接着将定义的静态变量插入：

  1. //zend_compile_static_var_common():
  2. if (!CG(active_op_array)->static_variables) {
  3.     ALLOC_HASHTABLE(CG(active_op_array)->static_variables);
  4.     zend_hash_init(CG(active_op_array)->static_variables, 8, NULL, ZVAL_PTR_DTOR, 0);
  5. }
  6. //插入静态变量
  7. zend_hash_update(CG(active_op_array)->static_variables, Z_STR(var_node.u.constant), value);

插入静态变量哈希表后并没有完成，接下来还有一个重要操作：

  1. //生成一条ZEND_FETCH_W的opcode
  2. opline = zend_emit_op(&result, by_ref ? ZEND_FETCH_W : ZEND_FETCH_R, &var_node, NULL);
  3. opline->extended_value = ZEND_FETCH_STATIC;
  5. if (by_ref) {
  6.     zend_ast *fetch_ast = zend_ast_create(ZEND_AST_VAR, var_ast);
  7.     //生成一条ZEND_ASSIGN_REF的opcode
  8.     zend_emit_assign_ref_znode(fetch_ast, &result);
  9. }

后面生成了两条opcode：

  • ZEND_FETCH_W: 这条opcode对应的操作是创建一个IS_INDIRECT类型的zval，指向static_variables中对应静态变量的zval
  • ZEND_ASSIGN_REF: 它的操作是引用赋值，即将一个引用赋值给CV变量

通过上面两条opcode可以确定静态变量的读写过程：首先根据变量名在static_variables中取出对应的zval，然后将它修改为引用类型并赋值给局部变量，也就是说static $count = 4;包含了两个操作，严格的说$count并不是真正的静态变量，它只是一个指向静态变量的局部变量，执行时实际操作是：$count = & static_variables["count"];。上面例子$count与static_variables[“count”]间的关系如图所示。

2.3 静态变量 - 图1