对象的创建

3.4.2.2 对象的创建

PHP中通过new + 类名创建一个类的实例,我们从一个例子分析下对象创建的过程中都有哪些操作。

class my_class
{
    const TYPE = 90;
    public $name = "pangudashu";
    public $ids = array();
}

$obj = new my_class();

类的定义就不用再说了,我们只看$obj = new my_class();这一句,这条语句包括两部分:实例化类、赋值,下面看下实例化类的语法规则:

new_expr:
        T_NEW class_name_reference ctor_arguments
            { $$ = zend_ast_create(ZEND_AST_NEW, $2, $3); }
    |   T_NEW anonymous_class
            { $$ = $2; }
;

从语法规则可以很直观的看出此语法的两个主要部分:类名、参数列表,编译器在解析到实例化类时就创建一个ZEND_AST_NEW类型的节点,后面编译为opcodes的过程我们不再细究,这里直接看下最终生成的opcodes。

你会发现实例化类产生了两条opcode(实际可能还会更多):ZEND_NEW、ZEND_DO_FCALL,除了创建对象的操作还有一条函数调用的,没错,那条就是调用构造方法的操作。

根据opcode、操作数类型可知ZEND_NEW对应的处理handler为ZEND_NEW_SPEC_CONST_HANDLER():

static int ZEND_NEW_SPEC_CONST_HANDLER(zend_execute_data *execute_data)
{
    zval object_zval;
    zend_function *constructor;
    zend_class_entry *ce;
    ...
    //第1步:根据类名查找zend_class_entry
    ce = zend_fetch_class_by_name(Z_STR_P(EX_CONSTANT(opline->op1)), ...);
    ...
    //第2步:创建&初始化一个这个类的对象
    if (UNEXPECTED(object_init_ex(&object_zval, ce) != SUCCESS)) {
        HANDLE_EXCEPTION();
    }
    //第3步:获取构造方法
    //获取构造方法函数,实际就是直接取zend_class_entry.constructor
    //get_constructor => zend_std_get_constructor()
    constructor = Z_OBJ_HT(object_zval)->get_constructor(Z_OBJ(object_zval));

    if (constructor == NULL) {
        ...
        //此opcode之后还有传参、调用构造方法的操作
        //所以如果没有定义构造方法则直接跳过这些操作
        ZEND_VM_JMP(OP_JMP_ADDR(opline, opline->op2));
    }else{
        //定义了构造方法
        //初始化调用构造函数的zend_execute_data
        zend_execute_data *call = zend_vm_stack_push_call_frame(...);
        call->prev_execute_data = EX(call);
        EX(call) = call;
        ...
    }
}

从上面的创建对象的过程看整个流程主要分为三步:首先是根据类名在EG(class_table)中查找对应zend_class_entry、然后是创建并初始化一个对象、最后是初始化调用构造函数的zend_execute_data。

我们再具体看下第2步创建、初始化对象的操作,object_init_ex(&object_zval, ce)最终调用的是_object_and_properties_init()

//zend_API.c
ZEND_API int _object_and_properties_init(zval *arg, zend_class_entry *class_type, ...)
{
    //检查类是否可以实例化
    ...

    //用户自定义的类create_object都是NULL
    //只有PHP几个内部的类有这个值,比如exception、error等   
    if (class_type->create_object == NULL) {
        //分配一个对象
        ZVAL_OBJ(arg, zend_objects_new(class_type));
        ...
        //初始化成员属性
        object_properties_init(Z_OBJ_P(arg), class_type);
    } else {
        //调用自定义的创建object的钩子函数
        ZVAL_OBJ(arg, class_type->create_object(class_type));
    }
    return SUCCESS;
}

还记得上一节介绍zend_class_entry时有几个自定义的钩子函数吗?如果定义了create_object这个地方就会调用自定义的函数来创建zend_object,这种情况通常发生在内核或扩展中定义的内部类(当然用户自定义类也可以修改,但一般不会那样做);用户自定义类在这个地方又具体分了两步:分配对象结构、初始化成员属性,我们继续看下这里面的处理。

__(1)分配对象结构:zend_object__

//zend_objects.c
ZEND_API zend_object *zend_objects_new(zend_class_entry *ce)
{
    //分配zend_object
    zend_object *object = emalloc(sizeof(zend_object) + zend_object_properties_size(ce));

    zend_object_std_init(object, ce);
    //设置对象的操作handler为std_object_handlers
    object->handlers = &std_object_handlers;
    return object;
}

有个地方这里需要特别注意:分配对象结构的内存并不仅仅是zend_object的大小。我们在3.4.2.1介绍properties_table时说过这是一个变长数组,它用来存放非静态属性的值,所以分配zend_object时需要加上非静态属性所占用的内存大小:zend_object_properties_size(),根据普通非静态属性个数确定,如果没有定义get()、set()等魔术方法则占用内存就是: 属性数*sizeof(zval) ,如果定义了这些魔术方法那么会多分配一个zval的空间,这个多出来zval的用途下面介绍成员属性的读写时再作说明。

另外这里还有一个关键操作:将object编号并插入EG(objects_store).object_buckets数组。zend_object有个成员:handle,这个值在一次request期间所有实例化对象的编号,每调用zend_objects_new()实例化一个对象就会将其插入到object_buckets数组中,其在数组中的下标就是handle。这个过程是在zend_objects_store_put()中完成的。

//zend_objects_API.c
ZEND_API void zend_objects_store_put(zend_object *object)
{
    int handle;

    if (EG(objects_store).free_list_head != -1) {
        //这种情况主要是gc中会将中间一些object销毁,空出一些bucket位置
        //然后free_list_head就指向了第一个可用的bucket位置
        //后面可用的保存在第一个空闲bucket的handle中
        handle = EG(objects_store).free_list_head;
        EG(objects_store).free_list_head = GET_OBJ_BUCKET_NUMBER(EG(objects_store).object_buckets[handle]);
    } else {
        if (EG(objects_store).top == EG(objects_store).size) {
            //扩容
        }
        //递增加1
        handle = EG(objects_store).top++;
    }
    object->handle = handle;
    //存入object_buckets数组
    EG(objects_store).object_buckets[handle] = object;
}

typedef struct _zend_objects_store {
    zend_object **object_buckets; //对象数组
    uint32_t top; //当前全部object数
    uint32_t size; //object_buckets大小
    int free_list_head; //第一个可用object_buckets位置
} zend_objects_store;

将所有的对象保存在EG(objects_store).object_buckets中的目的是用于垃圾回收(不确定是不是还有其它的作用),防止出现循环引用而导致内存泄漏的问题,这个机制后面章节会单独介绍,这里只要记得有这么个东西就行了。

(2)初始化成员属性

ZEND_API void object_properties_init(zend_object *object, zend_class_entry *class_type)
{
    if (class_type->default_properties_count) {
        zval *src = class_type->default_properties_table;
        zval *dst = object->properties_table;
        zval *end = src + class_type->default_properties_count;

        //将非静态属性值从:
        //zend_class_entry.default_properties_table复制到zend_object.properties_table
        do {
            ZVAL_COPY(dst, src);
            src++;
            dst++;
        } while (src != end);
        object->properties = NULL;
    }
}

这一步操作是将非静态属性的值从zend_class_entry.default_properties_table -> zend_object.properties_table,当然这里不是硬拷贝,而是浅复制(增加引用),两者当前指向的value还是同一份,除非对象试图改写指向的属性值,那时将触发写时复制机制重新拷贝一份。

上面那个例子,类有两个普通属性:$name、$ids,假如我们实例化了两个对象,那么zend_class_entry与zend_object中普通属性值的关系如下图所示。

以上就是实例化一个对象的过程,总结一下具体的步骤:

  • step1: 首先根据类名去EG(class_table)中找到具体的类,即zend_class_entry
  • step2: 分配zend_object结构,一起分配的还有普通非静态属性值的内存
  • step3: 初始化对象的非静态属性,将属性值从zend_class_entry浅复制到对象中
  • step4: 查找当前类是否定义了构造函数,如果没有定义则跳过执行构造函数的opcode,否则为调用构造函数的执行进行一些准备工作(分配zend_execute_data)
  • step5: 实例化完成,返回新实例化的对象(如果返回的对象没有变量使用则直接释放掉了)
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