php7的写时复制机制

1. 什么是写时复制

在《php7引用计数》的文章中，我们知道，对于复制类型的变量，在赋值时，我们并没有重新复制一份数据，而是让新变量的zend_value中相应的指针指向原来的数据，同时增加引用计数。

赋值后，如果其中一个变量试图改变数据内容，就需要重新拷贝一份原数据，同时断开zend_value指向，并改变引用计数。这个过程我们称为写时复制。

下面来看一个例子：

$a = range(0,2);
$b = $a;
xdebug_debug_zval('a');
xdebug_debug_zval('b');

echo "after write\n";
$b[1] = 88;
xdebug_debug_zval('a');
xdebug_debug_zval('b');

输出：

a: (refcount=2, is_ref=0)=array (0 => (refcount=0, is_ref=0)=0, 1 => (refcount=0, is_ref=0)=1, 2 => (refcount=0, is_ref=0)=2)
b: (refcount=2, is_ref=0)=array (0 => (refcount=0, is_ref=0)=0, 1 => (refcount=0, is_ref=0)=1, 2 => (refcount=0, is_ref=0)=2)
after write
a: (refcount=1, is_ref=0)=array (0 => (refcount=0, is_ref=0)=0, 1 => (refcount=0, is_ref=0)=1, 2 => (refcount=0, is_ref=0)=2)
b: (refcount=1, is_ref=0)=array (0 => (refcount=0, is_ref=0)=0, 1 => (refcount=0, is_ref=0)=88, 2 => (refcount=0, is_ref=0)=2)

说明：

• 赋值后，b指向同一个zend_array。引用计数为2。
  $b=$a

• 对b复制一份新的zend_array，再对a, 它的内容是没有改变的。
  修改$b

2. 所有变量都会发生写时复制么？

不是所有类型的变量都可以发生写时复制。

|     type       |  copyable  |
+----------------+------------+
|simple types    |            |
|string          |      Y     |
|interned string |            |
|array           |      Y     |
|immutable array |            |
|object          |            |
|resource        |            |
|reference       |            |

如上表所示，只有string和array类型的变量，会发生写时复制。
zval.u1.type_flag中记录了当前变量是否可以进行copy。

#define IS_TYPE_COPYABLE         (1<<4)

3. 写时复制的启示

理解写时复制对于理解array, string, object类型的赋值修改，及做为函数参数传递后的修改特别重要。

下面我们看一个object的例子:

class Demo{
    public $name = 'y';
}

$a = new Demo();
$b = $a;
xdebug_debug_zval('a');
xdebug_debug_zval('b');

$b->name = 'x';
xdebug_debug_zval('a');
xdebug_debug_zval('b');

输出:

a: (refcount=2, is_ref=0)=class Demo { public $name = (refcount=0, is_ref=0)='y' }
b: (refcount=2, is_ref=0)=class Demo { public $name = (refcount=0, is_ref=0)='y' }
a: (refcount=2, is_ref=0)=class Demo { public $name = (refcount=0, is_ref=0)='x' }
b: (refcount=2, is_ref=0)=class Demo { public $name = (refcount=0, is_ref=0)='x' }

说明：

• a后，两者指向是一个zend_object， 引用计数为2。
• 因为object类型不会发生写时复制，所以修改a的name值。因此我们看到，修改后，引用计数仍然为2， a,b的name属性值都变为x。

同理，你可以得出下面一段代码的输出为"ball"。

class Demo{
    public $name = 'y';
}

$a = new Demo();
$b = $a;

function change($obj){
    $obj->name = "ball";
}

change($a);
echo $b->name;

对于array和string类型，因为必会发生写时复制，所以任何情况下对其内部元素的修改都不会影响原值。

结论：

类型	赋值后修改	作为函数参数修改
object	原值改变	原值改变
string	原值不变	原值不变
array	原值不变	原值不变