PHP7相对于PHP5提升了将近一倍的性能，下面我将针对PHP7与PHP5的变量结构实现进行对比，分析为什么PHP7性能提升。当然变量结构修改只是PHP7性能提升中的一部分原因，还有很多原因比如HashTable结构变更、减少内存分配次数、多使用栈内存等等，本文只对变量结构进行分析。

本文源码基于PHP7.2.3以及PHP5.6.34

PHP作为弱类型语言，所有变量都是zval结构体来保存，PHP7与PHP5的zval结构也不相同，下面将分析两者zval结构的不同之处。

PHP5

PHP5的zval定义于Zend\zend.h

typedef struct _zval_struct zval; //此段代码在Zend\zend_types.h中

...

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;

zend_ast *ast;

} 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;

};

可以看到zval结构体有四个成员：

zvalue_value：共用体，储存变量的值

refcount__gc：引用计数，用于垃圾回收，默认值1

type：变量的具体类型

is_ref__gc：是否引用，用于垃圾回收，默认值0

zvalue_value共用体用来储存变量的值：

long lval成员用于储存整型与布尔型。

double dval成员用于储存 浮点型。

结构体str用于存储字符串，之所以使用结构体是用来储存字符串的长度，实时获取字符串的长度的时间复杂度是O(n)，在PHP中字符串的操作非常频繁，这样能节省大量的时间。

HashTable *ht用来存储数组，PHP中的数组非常强大，这一切都基于哈希表结构。

zend_object_value obj用来存储对象。在面向对象编程中，这也是非常重要的一部分。

zend_ast *ast zend抽象语法树，zend内核使用。

zval结构体中的type成员有以下几种类型(代码位于Zend\zend.h)：

/* data types */

/* All data types <= IS_BOOL have their constructor/destructors skipped */

#define IS_NULL 0 #define IS_LONG 1 #define IS_DOUBLE 2 #define IS_BOOL 3 #define IS_ARRAY 4 #define IS_OBJECT 5 #define IS_STRING 6 #define IS_RESOURCE 7 #define IS_CONSTANT 8 #define IS_CONSTANT_AST 9 #define IS_CALLABLE 10

PHP7

PHP7的zval定义于Zend\zend_types.h

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,/* active type */

zend_uchar type_flags,

zend_uchar const_flags,

zend_uchar reserved) /* call info for EX(This) */

} v;

uint32_t type_info;

} u1;

union {

uint32_t next; /* hash collision chain */

uint32_t cache_slot; /* literal cache slot */

uint32_t lineno; /* line number (for ast nodes) */

uint32_t num_args; /* arguments number for EX(This) */

uint32_t fe_pos; /* foreach position */

uint32_t fe_iter_idx; /* foreach iterator index */

uint32_t access_flags; /* class constant access flags */

uint32_t property_guard; /* single property guard */

uint32_t extra; /* not further specified */

} u2;

};

可以看到PHP7的代码相对PHP5的代码更加符合规范，所以更便于理解。

在_zval_struct结构体中：

zend_value共用体用于储存变量的值

u1共用体，用于存储变量的类型，以及一些辅助值

u2共用体，辅助值，由于内存对齐，_zval_struct结构体总共16字节大小，zend_value为8字节，u1为4字节，剩下的4字节防止浪费，用来作为辅助值，具体辅助用来干嘛代码的注释已经说明了。

u2共用体的辅助值成员一直在增加，我记得当时PHP7刚发布的时候才4个辅助值，现在已经9个了。

zend_value共用体就不用解释了，相比PHP5，PHP7的代码结构更加清晰、规范，一眼就能看出共用体的成员都用来储存什么类型的数据，我们可以发现PHP7 zend_value共用体大部分数据都是存储的指针，由于指针占的内存小，所以PHP7的zend_value占的内存比PHP5的zend_value要小。

对比

我们可以看到虽然PHP7的变量结构看起来更复杂，但是由于使用共用体，所以其实内存占用并不多，PHP5中的zval占用24个字节，PHP7中的zval占用16个字节。内存占用减少了1/3，而且PHP中的代码逻辑都是基于变量来实现的，所以对性能的影响非常大。可以看到PHP7中的代码规范比PHP5好了很多，并且PHP7的变量结构中辅助值的使用充分利用了内存，同时提高了性能。

结语

PHP7主要是优化性能，其实这个和互联网的发展也有关系。在之前，访问量和性能并不是最主要的，PHP凭借敏捷开发能在编程语言中占据一席之地。然而随着互联网的发展，网民数量的增多，以及各种编程语言的出现，大多数大型网站追求的是高并发以及访问速度，这个时候PHP的劣势就展示出来了。当然可以感受到PHP社区对这门语言的热情，包括PHP7的性能提升，swoole扩展的流行，以及正在开发中的PHP JIT版本，相信PHP会发展的越来越好。