typedef unsigned int zend_object_handle; typedef struct _zend_object_value { zend_object_handle handle; zend_object_handlers *handlers; } zend_object_value; typedef union _zvalue_value { long lval; /* long value */ double dval; /* double value */ struct { char *val; int len; } str; HashTable *ht; /* hash table value */ zend_object_value obj; } zvalue_value; struct _zval_struct { /* Variable information */ zvalue_value value; /* value */ zend_uint refcount__gc; zend_uchar type; /* active type */ zend_uchar is_ref__gc; };我们这里只讨论64位操作系统下的情况。该zval_struct结构体中的由四个成员构成,其中zvalue_value稍微复杂一些,是一个联合体。联合体中最长的成员是一个指针加一个int,8+4=12字节。但是默认情况下,会进行内存对齐,故zval_struct会占用16字节。 那么。
_zval_struct总的字节 = value(16)+ refcount__gc(4)+ type(1)+ is_ref__gc(1)= 占用22字节。
最后再考虑下内存对齐,实际占用24字节。(如果算的有点晕话,感兴趣的同学可以写段简单的测试代码,使用sizeof查看一下)2、PHP7.2中的zval
typedef struct _zval_struct zval; typedef union _zend_value { zend_long lval; /* long value */ double dval; /* double value */ zend_refcounted *counted; zend_string *str; zend_array *arr; zend_object *obj; zend_resource *res; zend_reference *ref; zend_ast_ref *ast; zval *zv; void *ptr; zend_class_entry *ce; zend_function *func; struct { uint32_t w1; uint32_t w2; } ww; } zend_value; struct _zval_struct { zend_value value; /* value */ union { struct { ZEND_ENDIAN_LOHI_4( zend_uchar type, zend_uchar type_flags, zend_uchar const_flags, zend_uchar reserved) } v; int type_info; } u1; union { ...... } u2; };
7.2中的zval_struct结构体里由3个成员构成,其中zend_value看起来比较复杂,实际上只是一个8字节的联合体。 u1也是一个联合体,占用是4个字节。u2也一样。这样zval_struct就实际占用16个字节。
2PHP7 HashTable的变化1、PHP5.3里的HashTable:typedef struct _hashtable { uint nTableSize; uint nTableMask; uint nNumOfElements; //注意这里:浪费ing ulong nNextFreeElement; Bucket *pInternalPointer; /* Used for element traversal */ Bucket *pListHead; Bucket *pListTail; Bucket **arBuckets; dtor_func_t pDestructor; zend_bool persistent; unsigned char nApplyCount; zend_bool bApplyProtection; } HashTable;在5.3里HashTable就是一个大struct, 有点小复杂,我们拆开了细说,
- uint nTableSize 4字节
uint nTableMask 4字节
uint nNumOfElements 4字节,
ulong nNextFreeElement 8字节 注意这前面的4个字节会被浪费掉,因为nNextFreeElement的开始地址需要对齐
Bucket *pInternalPointer 8字节
Bucket *pListHead 8字节
Bucket *pListTail 8字节
Bucket **arBuckets 8字节
dtor_func_t pDestructor 8字节
zend_bool persistent 1字节
unsigned char nApplyCoun 1字节
zend_bool bApplyProtection 1字节
最终,总字节数 = 4+4+4+4(nNextFreeElement前面这四个字节会留空)+8+8+8+8+8+8+1+1+1 = 67字节。再加上结构体本身要对齐到8的整数倍,所以实际占用72字节。
2、PHP7.2里的HashTable:
typedef struct _zend_array HashTable; struct _zend_array { zend_refcounted_h gc; union { struct { ZEND_ENDIAN_LOHI_4( zend_uchar flags, zend_uchar nApplyCount, zend_uchar nIteratorsCount, zend_uchar consistency) } v; uint32_t flags; } u; uint32_t nTableMask; Bucket *arData; uint32_t nNumUsed; uint32_t nNumOfElements; uint32_t nTableSize; uint32_t nInternalPointer; zend_long nNextFreeElement; dtor_func_t pDestructor; };s在7.2里HashTable
- zend_refcounted_h gc 看起来唬人,实际就是个long,占用8字节
union... u 占用4字节
uint32_t 占用4字节
Bucket* 指针占用8字节
uint32_t nNumUsed 占用4字节
uint32_t nNumOfElements 占用4字节
uint32_t nTableSize 占用4字节
uint32_t nInternalPointer 占用4字节
zend_long nNextFreeElement 占用8字节
dtor_func_t pDestructor 占用8字节
另外还有PHP源代码里经常出镜的Buckets也从72下降到了32字节,这里我就不翻源代码了。3优化思想精髓当当当,敲黑板,重点来了!我们看了两个核心数据结构的结构体变化,这上面的优化都是什么含义呢? 拿HashTable举例,貌似从72字节优化到了56字节,这内存节约的也不是特别多嘛,才20%多而已!但这中间其实隐藏了两个较深层次优化思路:
第一、你是否记得我们前面CPU在向内存要数据的时候是以Cache Line为单位进行的,而我们说过Cache Line的大小就是64字节。回过头来看HashTable,在7.2里的56字节,只需要CPU向内存进行一次Cache Line大小的burst IO,就够了。而在5.3里的72字节,虽然只比Cache Line大了那么一丢丢,但是对不起,必须得进行两次burst IO才可以。 所以,在计算机里,56字节相对72字节实际上是翻倍的性能提升!!
第二、CPU的L1、L2、L3的容量是固定的几十K或者几十M。假设Cache的都是HashTable,那么Cache容量不变的条件下,能Cache住的HashTable将会翻倍,缓存命中率提升一大截。要知道L1命中后只需要1ns多一点的耗时,而如果穿透到内存的话可能就需要40多纳秒的延时了,整整差了几十倍。
所以PHP内核的作者大牛深谙CPU与内存的工作原理,表面上看起来只是几个字节的节约,但是实际上爆发出了巨大的性能提升!!