(PHP7内核剖析-8) 类

摘要：父类方法为错误，成员方法不得被重写。父子类方法静态属性不一致父类方法为非静态而子类的是静态或相反，错误。

1.类的结构

类是编译阶段的产物，而对象是运行时产生的，它们归属于不同阶段。编译完成后我们定义的每个类都会生成一个zend_class_entry，它保存着类的全部信息，在执行阶段所有类相关的操作都是用的这个结构,

struct _zend_class_entry {
    char type;          //类的类型：内部类ZEND_INTERNAL_CLASS(1)、用户自定义类ZEND_USER_CLASS(2)
    zend_string *name;  //类名，PHP类不区分大小写，统一为小写
    struct _zend_class_entry *parent; //父类
    uint32_t ce_flags;  //类掩码，如普通类、抽象类、接口，

    int default_properties_count;        //普通属性数，包括public、private
    int default_static_members_count;    //静态属性数，static
    HashTable properties_info; //成员属性基本信息哈希表，key为成员名，value为zend_property_info
    zval *default_properties_table;      //普通属性值数组
    zval *default_static_members_table;  //静态属性值数组
    HashTable function_table;  //成员方法哈希表
    HashTable constants_table; //常量哈希表，通过constant定义的

    //以下是构造函授、析构函数、魔术方法的指针
    union _zend_function *constructor;
    union _zend_function *destructor;
    union _zend_function *clone;
    union _zend_function *__get;
    union _zend_function *__set;
    union _zend_function *__unset;
    union _zend_function *__isset;
    union _zend_function *__call;
    union _zend_function *__callstatic;
    union _zend_function *__tostring;
    union _zend_function *__debugInfo;
    union _zend_function *serialize_func;
    union _zend_function *unserialize_func;
}

类的编译:首先为类分配一个zend_class_entry结构，如果没有继承类则生成一条类声明的opcode(ZEND_DECLARE_CLASS)，有继承类则生成两条opcode(ZEND_FETCH_CLASS、ZEND_DECLARE_INHERITED_CLASS)，然后再继续编译常量、成员属性、成员方法注册到zend_class_entry中，最后编译完成后调用zend_do_early_binding()进行 父子类关联 以及 注册到EG(class_table)符号表。

2.类常量

PHP中可以把在类中始终保持不变的值定义为常量，在定义和使用常量的时候不需要使用 $ 符号，常量的值必须是一个定值,它们通过zend_class_entry.constants_table进行存储，这是一个哈希结构

常量的读取:

class my_class {
    const A1 = "hi";
}
echo my_class::A1;

编译到echo my_class::A1这行时首先会尝试检索下是否已经编译了my_class，如果能在CG(class_table)中找到，则进一步从类的contants_table查找对应的常量，找到的话则会复制其value替换常量，简单的讲就是类似C语言中的宏，编译时替换为实际的值了，而不是在运行时再去检索。

echo my_class::A1;

class my_class {
    const A1 = "hi";
}

在运行时再去检索。替换成为实际的值

3.成员属性

属性中的变量可以初始化，但是初始化的值必须是常数，这里的常数是指PHP脚本在编译阶段时就可以得到其值，而不依赖于运行时的信息才能求值，比如public $time = time();这样定义一个属性就会触发语法错误。
成员属性又分为两类：普通属性、静态属性,与常量的存储方式不同，成员属性的初始化值并不是直接用以"属性名"作为索引的哈希表存储的，而是通过数组保存的

实际只是成员属性的VALUE通过数组存储的，访问时仍然是根据以"属性名"为索引的散列表查找具体VALUE的,而这个散列表是zend_class_entry.properties_info

typedef struct _zend_property_info {
    uint32_t offset; //普通成员变量的内存偏移值,静态成员变量的数组索引
    uint32_t flags;  //属性掩码，如public、private、protected及是否为静态属性
    zend_string *name; //属性名:并不是原始属性名,private会在原始属性名前加上类名，protected则会加上*作为前缀
    zend_class_entry *ce; //所属类
} zend_property_info;

成员属性在类编译阶段就已经分配了zval，静态与普通的区别在于普通属性在创建一个对象时还会重新分配zval,对象对普通属性的操作都是在其自己的空间进行的，各对象隔离，而静态属性的操作始终是在类的空间内，各对象共享。

4.成员方法

每个类可以定义若干属于本类的函数(称之为成员方法)，这种函数与普通的function相同，只是以类的维度进行管理，不是全局性的，所以成员方法保存在类中而不是EG(function_table)

成员方法也有静态、非静态之分，静态方法中不能使用$this，因为其操作的作用域全部都是类的而不是对象的，而非静态方法中可以通过$this访问属于本对象的成员属性

5.对象的数据结构

typedef struct _zend_object     zend_object;

struct _zend_object {
    zend_refcounted_h gc; //引用计数
    uint32_t          handle; //对象编号
    zend_class_entry *ce; //所属类
    const zend_object_handlers *handlers; //对象操作处理函数
    HashTable        *properties; //普通成员属性哈希表,用于动态属性
    zval              properties_table[1]; //普通属性值数组
};

对象的创建: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

实例化一个对象:
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(写时分离)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)

6.继承

(a).继承属性

属性从父类复制到子类 。子类会将父类的公共、受保护的属性值数组全部合并到子类中，然后将全部属性的zend_property_info哈希表也合并到子类中

(b).继承常量

常量的合并策略比较简单，如果父类与子类冲突时用子类的，不冲突时则将父类的常量合并到子类。

(c).继承方法

与属性一样，子类可以继承父类的公有、受保护的方法，方法的继承比较复杂，因为会有访问控制、抽象类、接口、Trait等多种限制条件。实现上与前面几种相同，即父类的function_table合并到子类的function_table中。

如果父类是用户自定义的类，且继承的方法没有静态变量则不会硬拷贝，而是增加zend_function的引用计数(zend_op_array.refcount)。

子类重写了父类的方法的检查规则
(1)抽象子类的抽象方法与抽象父类的抽象方法冲突: 无法重写，Fatal错误。
(2)父类方法为final: Fatal错误，final成员方法不得被重写。
(3)父子类方法静态属性不一致: 父类方法为非静态而子类的是静态(或相反)，Fatal错误。
(4)抽象子类的抽象方法覆盖父类非抽象方法: Fatal错误。
(5)子类方法限制父类方法访问权限: Fatal错误，不允许派生类限制父类方法的访问权限，如父类方法为public，
而子类试图重写为protected/private。
6)剩余检查情况: 除了上面5中情形下无法重写方法，剩下还有一步对函数参数的检查

7. 动态属性

class my_class {
    public $id = 123;
    public function test($name, $value){
        $this->$name = $value;
    }
}

非静态成员属性值在实例化时保存到了对象中，属性的操作按照编译时按顺序编好的序号操作，各对象对其非静态成员属性的操作互不干扰，而动态属性是在运行时创建的，动态创建的属性保存在zend_object->properties哈希表中

属性查找:首先按照普通属性在zend_class_entry.properties_info找，没有找到再去zend_object->properties继续查找

首次创建动态属性将通过rebuild_object_properties()初始化zend_object->properties哈希表，后面再创建动态属性直接插入此哈希表，rebuild_object_properties()过程并不仅仅是创建一个HashTable，还会将普通成员属性值插入到这个数组中，与动态属性不同，这里的插入并不是增加原zend_value的refcount，而是创建了一个IS_INDIRECT类型的zval，指向原属性值zval