知识大全 深入解析php中的foreach问题

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篇首语：读书是最好的学习。追随伟大人物的思想，是最富有趣味的一门科学。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了知识大全 深入解析php中的foreach问题相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

　　php 中引入了foreach结构 这是一种遍历数组的简单方式 相比传统的for循环 foreach能够更加便捷的获取键值对 在php 之 前 foreach仅能用于数组 php 之后 利用foreach还能遍历对象（详见 遍历对象） 本文中仅讨论遍历数组的情况 foreach虽然简单 不过它可能会出现一些意外的行为 特别是代码涉及引用的情况下 下面列举了几种case 有助于我们进一步认清foreach的本质 问题

复制代码 代码如下: $arr = array( ); foreach($arr as $k => &$v) $v = $v * ; // now $arr is array( ) foreach($arr as $k => $v) echo "$k" " => " "$v";

　　 先从简单的开始 如果我们尝试运行上述代码 就会发现最后输出为 => => => 为何不是 => => => ？ 其实 我们可以认为 foreach($arr as $k => $v) 结构隐含了如下操作 分别将数组当前的 键 和当前的 值 赋给变量$k和$v 具体展开形如

复制代码 代码如下: foreach($arr as $k => $v) //在用户代码执行之前隐含了 个赋值操作 $v = currentVal(); $k = currentKey(); //继续运行用户代码 ……

　　 根据上述理论 现在我们重新来分析下第一个foreach 第 遍循环 由于$v是一个引用 因此$v = &$arr[ ] $v=$v* 相当于$arr[ ]* 因此$arr变成 第 遍循环 $v = &$arr[ ] $arr变成 第 遍循环 $v = &$arr[ ] $arr变成 随后代码进入了第二个foreach 第 遍循环 隐含操作$v=$arr[ ]被触发 由于此时$v仍然是$arr[ ]的引用 即相当于$arr[ ]=$arr[ ] $arr变成 第 遍循环 $v=$arr[ ] 即$arr[ ]=$arr[ ] $arr变成 第 遍循环 $v=$arr[ ] 即$arr[ ]=$arr[ ] $arr变成 OK 分析完毕 如何解决类似问题呢？php手册上有一段提醒 Warning : 数组最后一个元素的 $value 引用在 foreach 循环之后仍会保留 建议使用unset()来将其销毁

复制代码 代码如下: $arr = array( ); foreach($arr as $k => &$v) $v = $v * ; unset($v); foreach($arr as $k => $v) echo "$k" " => " "$v"; // 输出 => => =>

　　 从这个问题中我们可以看出 引用很有可能会伴随副作用 如果不希望无意识的修改导致数组内容变更 最好及时unset掉这些引用 问题

复制代码 代码如下: $arr = array( a b c ); foreach($arr as $k => $v) echo key($arr) "=>" current($arr); // 打印 =>b =>b =>b

　　 这个问题更加诡异 按照手册的说法 key和current分别是取数组中当前元素的的键值 那为何key($arr)一直是 current($arr)一直是b呢? 先用vld查看编译之后的opcode:

　　 我们从第 行的ASSIGN指令看起 它代表将array( a b c )赋值给$arr 由 于$arr为CV array( a b c )为TMP 因此ASSIGN指令找到实际执行的函数为 ZEND_ASSIGN_SPEC_CV_TMP_HANDLER 这里需要特别指出 CV是PHP 之后才增加的一种变量cache 它采用数组的 形式来保存zval** 被cache住的变量再次使用时无需去查找active符号表 而是直接去CV数组中获取 由于数组访问速度远超hash表 因 而可以提高效率

复制代码 代码如下: static int ZEND_FASTCALL ZEND_ASSIGN_SPEC_CV_TMP_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS) zend_op *opline = EX(opline); zend_free_op free_op ; zval *value = _get_zval_ptr_tmp(&opline >op EX(Ts) &free_op TSRMLS_CC); // CV数组中创建出$arr**指针 zval **variable_ptr_ptr = _get_zval_ptr_ptr_cv(&opline >op EX(Ts) BP_VAR_W TSRMLS_CC); if (IS_CV == IS_VAR && !variable_ptr_ptr) …… else // 将array赋值给$arr value = zend_assign_to_variable(variable_ptr_ptr value TSRMLS_CC); if (!RETURN_VALUE_UNUSED(&opline >result)) AI_SET_PTR(EX_T(opline >result u var) var value); PZVAL_LOCK(value); ZEND_VM_NEXT_OPCODE();

　　 ASSIGN指令完成之后 CV数组中被加入zval**指针 指针指向实际的array 这表示$arr已经被CV缓存了起来 接下来执行数组的循环操作 我们来看FE_RESET指令 它对应的执行函数为ZEND_FE_RESET_SPEC_CV_HANDLER

复制代码 代码如下: static int ZEND_FASTCALL ZEND_FE_RESET_SPEC_CV_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS) …… if (……) …… else // 通过CV数组获取指向array的指针 array_ptr = _get_zval_ptr_cv(&opline >op EX(Ts) BP_VAR_R TSRMLS_CC); …… …… // 将指向array的指针保存到zend_execute_data >Ts中(Ts用于存放代码执行期的temp_variable) AI_SET_PTR(EX_T(opline >result u var) var array_ptr); PZVAL_LOCK(array_ptr); if (iter) …… else if ((fe_ht = HASH_OF(array_ptr)) != NULL) // 重置数组内部指针 zend_hash_internal_pointer_reset(fe_ht); if (ce) …… is_empty = zend_hash_has_more_elements(fe_ht) != SUCCESS; // 设置EX_T(opline >result u var) fe fe_pos用于保存数组内部指针 zend_hash_get_pointer(fe_ht &EX_T(opline >result u var) fe fe_pos); else …… ……

　　 这里主要将 个重要的指针存入了zend_execute_data >Ts中: •EX_T(opline >result u var) var 指向array的指针 •EX_T(opline >result u var) fe fe_pos 指向array内部元素的指针 FE_RESET指令执行完毕之后 内存中实际情况如下

　　 接下来我们继续查看FE_FETCH 它对应的执行函数为ZEND_FE_FETCH_SPEC_VAR_HANDLER

复制代码 代码如下: static int ZEND_FASTCALL ZEND_FE_FETCH_SPEC_VAR_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS) zend_op *opline = EX(opline); // 注意指针是从EX_T(opline >op u var) var ptr获取的 zval *array = EX_T(opline >op u var) var ptr; …… switch (zend_iterator_unwrap(array &iter TSRMLS_CC)) default: case ZEND_ITER_INVALID: …… case ZEND_ITER_PLAIN_OBJECT: …… case ZEND_ITER_PLAIN_ARRAY: fe_ht = HASH_OF(array); // 特别注意 // FE_RESET指令中将数组内部元素的指针保存在EX_T(opline >op u var) fe fe_pos // 此处获取该指针 zend_hash_set_pointer(fe_ht &EX_T(opline >op u var) fe fe_pos); // 获取元素的值 if (zend_hash_get_current_data(fe_ht (void **) &value)==FAILURE) ZEND_VM_JMP(EX(op_array) >opcodes+opline >op u opline_num); if (use_key) key_type = zend_hash_get_current_key_ex(fe_ht &str_key &str_key_len &int_key NULL); // 数组内部指针移动到下一个元素 zend_hash_move_forward(fe_ht); // 移动之后的指针保存到EX_T(opline >op u var) fe fe_pos zend_hash_get_pointer(fe_ht &EX_T(opline >op u var) fe fe_pos); break; case ZEND_ITER_OBJECT: …… ……

　　 根据FE_FETCH的实现 我们大致上明白了foreach($arr as $k => $v)所做的事情 它会根据zend_execute_data >Ts的指针去获取数组元素 在获取成功之后 将该指针移动到下一个位置再重新保存

　　

　　简单来说 由于第一遍循环中FE_FETCH中已经将数组的内部指针移动到了第二个元素 所以在foreach内部调用key($arr)和current($arr)时 实际上获取的便是 和 b 那为何会输出 遍 =>b呢？ 我们继续看第 行和第 行的SEND_REF指令 它表示将$arr参数压栈 紧接着一般会使用DO_FCALL指令去调用key和current函数 PHP并非被编译成本地机器码 因此php采用这样的opcode指令去模拟实际CPU和内存的工作方式 查阅PHP源码中的SEND_REF

复制代码 代码如下: static int ZEND_FASTCALL ZEND_SEND_REF_SPEC_CV_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS) …… // 从CV中获取$arr指针的指针 varptr_ptr = _get_zval_ptr_ptr_cv(&opline >op EX(Ts) BP_VAR_W TSRMLS_CC); …… // 变量分离 此处重新copy了一份array专门用于key函数 SEPARATE_ZVAL_TO_MAKE_IS_REF(varptr_ptr); varptr = *varptr_ptr; Z_ADDREF_P(varptr); // 压栈 zend_vm_stack_push(varptr TSRMLS_CC); ZEND_VM_NEXT_OPCODE();

　　 上述代码中的SEPARATE_ZVAL_TO_MAKE_IS_REF是一个宏

复制代码 代码如下: #define SEPARATE_ZVAL_TO_MAKE_IS_REF(ppzv) if (!PZVAL_IS_REF(*ppzv)) SEPARATE_ZVAL(ppzv); Z_SET_ISREF_PP((ppzv));

　　 SEPARATE_ZVAL_TO_MAKE_IS_REF的主要作用为 如果变量不是一个引用 则在内存中copy出一份新的 本例中它将array( a b c )复制了一份 因此变量分离之后的内存为 注意 变量分离完成之后 CV数组中的指针指向了新copy出来的数据 而通过zend_execute_data >Ts中的指针则依然可以获取旧的数据 接下来的循环就不一一赘述了 结合上图来说 •foreach结构使用的是下方蓝色的array 会依次遍历a b c •key current使用的是上方黄色的array 它的内部指针永远指向b 至此我们明白了为何key和current一直返回array的第二个元素 由于没有外部代码作用于copy出来的array 它的内部指针便永远不会移动 问题

复制代码 代码如下: $arr = array( a b c ); foreach($arr as $k => &$v) echo key($arr) => current($arr); // 打印 =>b =>c =>

　　 本题与问题 仅有一点区别 本题中的foreach使用了引用 用VLD查看本题 发现与问题 代码编译出来的opcode一样 因此我们采用问题 的跟踪方法 逐步查看opcode对应的实现 首先foreach会调用FE_RESET:

复制代码 代码如下: static int ZEND_FASTCALL ZEND_FE_RESET_SPEC_CV_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS) …… if (opline >extended_value & ZEND_FE_RESET_VARIABLE) // 从CV中获取变量 array_ptr_ptr = _get_zval_ptr_ptr_cv(&opline >op EX(Ts) BP_VAR_R TSRMLS_CC); if (array_ptr_ptr == NULL || array_ptr_ptr == &EG(uninitialized_zval_ptr)) …… else if (Z_TYPE_PP(array_ptr_ptr) == IS_OBJECT) …… else // 针对遍历array的情况 if (Z_TYPE_PP(array_ptr_ptr) == IS_ARRAY) SEPARATE_ZVAL_IF_NOT_REF(array_ptr_ptr); if (opline >extended_value & ZEND_FE_FETCH_BYREF) // 将保存array的zval设置为is_ref Z_SET_ISREF_PP(array_ptr_ptr); array_ptr = *array_ptr_ptr; Z_ADDREF_P(array_ptr); else …… ……

　　 问题 中已经分析了一部分FE_RESET的实现 这里需要特别注意 本例foreach获取值采用了引用 因此在执行的时候FE_RESET中会进入与上题不同的另一个分支 最终 FE_RESET会将array的is_ref设置为true 此时内存中只有一份array的数据 接下来分析SEND_REF

复制代码 代码如下: static int ZEND_FASTCALL ZEND_SEND_REF_SPEC_CV_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS) …… // 从CV中获取$arr指针的指针 varptr_ptr = _get_zval_ptr_ptr_cv(&opline >op EX(Ts) BP_VAR_W TSRMLS_CC); …… // 变量分离 由于此时CV中的变量本身就是一个引用 此处不会copy一份新的array SEPARATE_ZVAL_TO_MAKE_IS_REF(varptr_ptr); varptr = *varptr_ptr; Z_ADDREF_P(varptr); // 压栈 zend_vm_stack_push(varptr TSRMLS_CC); ZEND_VM_NEXT_OPCODE();

　　 宏SEPARATE_ZVAL_TO_MAKE_IS_REF仅仅分离is_ref=false的变量 由于之前array已经被设置了is_ref=true 因此它不会被拷贝一份副本 换句话说 此时内存中依然只有一份array数据

　　

　　上图解释了前 次循环为何会输出 =>b =>C 在第 次循环FE_FETCH的时候 将指针继续向前移动

复制代码 代码如下: ZEND_API int zend_hash_move_forward_ex(HashTable *ht HashPosition *pos) HashPosition *current = pos ? pos : &ht >pInternalPointer; IS_CONSISTENT(ht); if (*current) *current = (*current) >pListNext; return SUCCESS; else return FAILURE;

　　 由于此时内部指针已经指向了数组的最后一个元素 因此再向前移动会指向NULL 将内部指针指向NULL之后 我们再对数组调用key和current 则分别会返回NULL和false 表示调用失败 此时是echo不出字符的 问题

复制代码 代码如下: $arr = array( ); $tmp = $arr; foreach($tmp as $k => &$v) $v *= ; var_dump($arr $tmp); // 打印什么？

　　 该题与foreach关系不大 不过既然涉及到了foreach 就一起拿来讨论吧:) 代码里首先创建了数组$arr 随后将该数组赋给了$tmp 在接下来的foreach循环中 对$v进行修改会作用于数组$tmp上 但是却并不作用到$arr 为什么呢? 这是由于在php中 赋值运算是将一个变量的值拷贝到另一个变量中 因此修改其中一个 并不会影响到另一个 题外话 这并不适用于object类型 从PHP 起 对象的便总是默认通过引用进行赋值 举例来说

复制代码 代码如下: class A public $foo = ; $a = $a = new A; $a >foo= ; echo $a >foo; // 输出 $a 与$a 其实为同一个对象的引用

　　 回到题目中的代码 现在我们可以确定$tmp=$arr其实是值拷贝 整个$arr数组会被再复制一份给$tmp 理论上讲 赋值语句执行完毕之后 内存中会有 份一样的数组 也许有同学会疑问 如果数组很大 岂不是这种操作会很慢？ 幸好php有更聪明的处理办法 实际上 当$tmp=$arr执行之后 内存中依然只有一份array 查看php源码中的zend_assign_to_variable实现（摘自php ）

复制代码 代码如下: static inline zval* zend_assign_to_variable(zval **variable_ptr_ptr zval *value int is_tmp_var TSRMLS_DC) zval *variable_ptr = *variable_ptr_ptr; zval garbage; …… // 左值为object类型 if (Z_TYPE_P(variable_ptr) == IS_OBJECT && Z_OBJ_HANDLER_P(variable_ptr set)) …… // 左值为引用的情况 if (PZVAL_IS_REF(variable_ptr)) …… else // 左值refcount__gc= 的情况 if (Z_DELREF_P(variable_ptr)== ) …… else GC_ZVAL_CHECK_POSSIBLE_ROOT(*variable_ptr_ptr); // 非临时变量 if (!is_tmp_var) if (PZVAL_IS_REF(value) && Z_REFCOUNT_P(value) > ) ALLOC_ZVAL(variable_ptr); *variable_ptr_ptr = variable_ptr; *variable_ptr = *value; Z_SET_REFCOUNT_P(variable_ptr ); zval_copy_ctor(variable_ptr); else // $tmp=$arr会运行到这里 // value为指向$arr里实际array数据的指针 variable_ptr_ptr为$tmp里指向数据指针的指针 // 仅仅是复制指针 并没有真正拷贝实际的数组 *variable_ptr_ptr = value; // value的refcount__gc值+ 本例中refcount__gc为 Z_ADDREF_P之后为 Z_ADDREF_P(value); else …… Z_UNSET_ISREF_PP(variable_ptr_ptr); return *variable_ptr_ptr;

　　 可见$tmp = $arr的本质就是将array的指针进行复制 然后将array的refcount自动加 用图表达出此时的内存 依然只有一份array数组 既然只有一份array 那foreach循环中修改$tmp的时候 为何$arr没有跟着改变？ 继续看PHP源码中的ZEND_FE_RESET_SPEC_CV_HANDLER函数 这是一个OPCODE HANDLER 它对应的OPCODE为FE_RESET 该函数负责在foreach开始之前 将数组的内部指针指向其第一个元素

复制代码 代码如下: static int ZEND_FASTCALL ZEND_FE_RESET_SPEC_CV_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS) zend_op *opline = EX(opline); zval *array_ptr **array_ptr_ptr; HashTable *fe_ht; zend_object_iterator *iter = NULL; zend_class_entry *ce = NULL; zend_bool is_empty = ; // 对变量进行FE_RESET if (opline >extended_value & ZEND_FE_RESET_VARIABLE) array_ptr_ptr = _get_zval_ptr_ptr_cv(&opline >op EX(Ts) BP_VAR_R TSRMLS_CC); if (array_ptr_ptr == NULL || array_ptr_ptr == &EG(uninitialized_zval_ptr)) …… // foreach一个object else if (Z_TYPE_PP(array_ptr_ptr) == IS_OBJECT) …… else // 本例会进入该分支 if (Z_TYPE_PP(array_ptr_ptr) == IS_ARRAY) // 注意此处的SEPARATE_ZVAL_IF_NOT_REF // 它会重新复制一个数组出来 // 真正分离$tmp和$arr 变成了内存中的 个数组 SEPARATE_ZVAL_IF_NOT_REF(array_ptr_ptr); if (opline >extended_value & ZEND_FE_FETCH_BYREF) Z_SET_ISREF_PP(array_ptr_ptr); array_ptr = *array_ptr_ptr; Z_ADDREF_P(array_ptr); else …… // 重置数组内部指针 …… cha138/Article/program/PHP/201311/20993

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