全面解读php-引用变量（&）

本文讲述引用传值的核心原理，看完即可扫清一切和引用传值相关的内容，不会了记得画图。

一、memory_get_usage的使用

传值赋值

// 定义一个变量
$a = range(0, 10000);
//memory_get_usage() 可以查看PHP内存使用量
var_dump(memory_get_usage()); // int(989778)

// 定义变量b，将a变量的值赋值给b
$b = $a;
var_dump(memory_get_usage()); // int(989764)

// 对a进行修改，只有发生了COW机制的才会重新开辟一块儿存储空间
// COW机制: Copy-On-Write 
$a = range(0, 10000);
var_dump(memory_get_usage());  //int(1855643)

原理说明：

1、定义一个变量$a=range(0,1000);

;

2、$b = $a;

3、对a进行修改 $a = range(0, 10000)

COW机制

PHP写时复制机制（Copy-on-Write，也缩写为COW）

• 顾名思义，就是在写入时才真正复制一份内存进行修改。
• COW最早应用在Unix系统中对线程与内存使用的优化，后面广泛的被使用在各种编程语言中，如C++的STL等。 
• 在PHP内核中，COW也是主要的内存优化手段。
• 在通过变量赋值的方式赋值给变量时，不会申请新内存来存放新变量的值，而是简单的通过一个计数器来共用内存。只有在其中的一个引用指向变量的值发生变化时，才申请新空间来保存值内容，以减少对内存的占用。
• 在很多场景下PHP都使用COW进行内存的优化。比如：变量的多次赋值、函数参数传递，并在函数体内修改实参等。

引用赋值

// 定义一个变量
$a = range(0, 10000);
var_dump(memory_get_usage()); //int(989761)

// 定义变量b，将a变量的引用赋给b
$b = &$a;
var_dump(memory_get_usage()); //int(989876)

// 对a进行修改
$a = range(0, 10000);
var_dump(memory_get_usage()); int(989869)

原理说明：

1. 定义一个变量 $a = range(0, 10000);

   

2. 定义变量b，将a变量的引用赋给b $b = &$a;

   

3. 对a进行修改 $a = range(0, 10000);

 

二、xdebug_debug_zval() 用于显示变量的信息

传值赋值

$a = 1;
//xdebug_debug_zval() 用于显示变量的信息。需要安装xdebug扩展。
xdebug_debug_zval('a'); //a:(refcount=1, is_ref=0)

// 定义变量b，把a的值赋值给b
$b = $a;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=2, is_ref=0)
xdebug_debug_zval('b');//b: (refcount=2, is_ref=0)

// a进行写操作
$a = 2;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=1, is_ref=0)
xdebug_debug_zval('b');//b: (refcount=1, is_ref=0)

1、定义变量 $a = 1;

$a = 1;
xdebug_debug_zval('a'); //a:(refcount=1, is_ref=0)

refcount=1 表示该变量指向的内存地址的引用个数变为1
is_ref=0 表示该变量不是引用

2、定义变量 $b ，把 $a 的值赋给 $b， $b = $a;

// 定义变量b，把a的值赋值给b
$b = $a;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=2, is_ref=0)
xdebug_debug_zval('b');//b: (refcount=2, is_ref=0)

refcount=2 表示该变量指向的内存地址的引用个数变为2
is_ref=0 表示该变量不是引用

3、对变量 $a 进行写操作 $a = 2;

// a进行写操作
$a = 2;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=1, is_ref=0)
xdebug_debug_zval('b');//b: (refcount=1, is_ref=0)

因为COW机制，对变量 $a 进行写操作时，会为变量 $a 新分配一块内存空间，用于存储变量 $a 的值。
此时 $a 和 $b 指向的内存地址的引用个数都变为1。

引用赋值

$a = 1;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=1, is_ref=0)

// 定义变量b，把a的引用赋给b
$b = &$a;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=2, is_ref=1)
xdebug_debug_zval('b');//b: (refcount=2, is_ref=1

// a进行写操作
$a = 2;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=2, is_ref=1)
xdebug_debug_zval('b');//b: (refcount=2, is_ref=1)

原理说明：

定义变量 $a = 1;

$a = 1;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=1, is_ref=0) 

refcount=1 表示该变量指向的内存地址的引用个数变为1
is_ref=0 表示该变量不是引用

2、定义变量 $b ，把 $a 的引用赋给 $b， $b = &$a;

// 定义变量b，把a的引用赋给b
$b = &$a;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=2, is_ref=1)
xdebug_debug_zval('b');//b: (refcount=2, is_ref=1 

refcount=2 表示该变量指向的内存地址的引用个数变为2
is_ref=1 表示该变量是引用

3、对变量 $a 进行写操作 $a = 2;

// a进行写操作
$a = 2;
xdebug_debug_zval('a');//a: (refcount=2, is_ref=1)
xdebug_debug_zval('b');//b: (refcount=2, is_ref=1)

 

• 因为变量 $a 和变量 $b 指向相同的内存地址，其实引用。
• 对变量 $a 进行写操作时，会直接修改指向的内存空间的值，因此变量 $b 的值会跟着一起改变。

三、当变量时引用时，unset()只会取消引用，不会销毁内存空间

$a = 1;
$b = &$a;

// unset 只会取消引用，不会销毁内存空间
unset($b);

echo $a; //1

原理说明：

定义变量 $a ，并将 $a 的引用赋给变量 $b

$a = 1;
$b = &$a;

销毁 $b

unset($b);

输出 $a

虽然销毁的 $b，但是 $a 的引用和内存空间依旧存在。

echo $a;  //1

四、php中对象本身就是引用赋值

class Person
{
    public $name = 'zhangsan';
}

$p1 = new Person;
xdebug_debug_zval('p1'); //p1: (refcount=1, is_ref=0)=class Person { public $name = (refcount=2, is_ref=0)=1 }

$p2 = $p1;
xdebug_debug_zval('p1');// p1: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $name= (refcount=2, is_ref=0)=1 }
xdebug_debug_zval('p2'); //p2: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $name= (refcount=2, is_ref=0)=1 }

$p2->age = 2;
xdebug_debug_zval('p1');//p1: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $name= (refcount=1, is_ref=0)=2 }
xdebug_debug_zval('p2');//p2: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $name= (refcount=1, is_ref=0)=2 }

原理说明

1、实例化对象 $p1 = new Person;

$p1 = new Person;
xdebug_debug_zval('p1'); //p1: (refcount=1, is_ref=0)=class Person { public $name = (refcount=2, is_ref=0)=1 } 

refcount=1 表示该变量指向的内存地址的引用个数变为1
is_ref=0 表示该变量不是引用

2、把 $p1 赋给 $p2

$p2 = $p1;
xdebug_debug_zval('p1');// p1: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $name= (refcount=2, is_ref=0)=1 }
xdebug_debug_zval('p2'); //p2: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $name= (refcount=2, is_ref=0)=1 } 

refcount=2 表示该变量指向的内存地址的引用个数变为2

3、对 $p2 中的属性 name 进行写操作

$p2->name = 'lisi';
xdebug_debug_zval('p1');//p1: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $name= (refcount=1, is_ref=0)=2 }
xdebug_debug_zval('p2');//p2: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $name= (refcount=1, is_ref=0)=2 } 

因为php中对象本身就是引用赋值。对 $p2 中的属性 name 进行写操作时，会直接修改指向的内存空间的值，因此变量 $p1的 name 属性的值会跟着一起改变。

五、实战例题分析

写出如下程序的输出结果
 
$d = ['a', 'b', 'c'];
 
foreach($d as $k => $v)
{
  $v = &$d[$k];
}

程序运行时，每一次循环结束后变量 $d 的值是什么？请解释。
程序执行完成后，变量 $d 的值是什么？请解释。

1. 第一次循环

推算出进入 foreach 时 $v、$d[$k] 的值

$k = 0
$v = 'a'
$d[$k] = $d[0] = 'a'

此时，$v 和 $d[0] 在内存中分别开辟了一块空间

$v 和 $d[0] 在内存中分别开辟了一块空间

$v = &$d[0] 改变了 $v 指向的内存地址

$v = &$d[0]
$v = &$d[0] 改变了 $val 指向的内存地址

第一次循环后 $d 的值：

['a', 'b', 'c']

2. 第二次循环

进入 foreach 时 $v 被赋值为 'b'，此时$v指向的内存地址与 $d[0] 相同，且为引用，因此 $d[0] 的值被修改为 'b'

$v = 'b' => $d[0] = 'b'

$v = ‘b’ => $d[0] = ‘b’

推算出进入 foreach 时 $d[$k] 的值

$k = 1
$d[$k] = $d[1] = 'b'
$d[2] = ‘b’

$v = &$d[1] 改变了 $v 指向的内存地址

$v = &$d[1]
$v = &$d[1]

第二次循环后 $d 的值

['b', 'b', 'c']

3. 第三次循环

进入 foreach 时 $v 被赋值为 'c'，此时$v指向的内存地址与 $d[1] 相同，且为引用，因此 $d[1] 的值被修改为 'c'

$v = 'c' => $d[1] = 'c'

$v = ‘c’ => $d[1] = ‘c’]

推算出进入 foreach 时 $d[$k] 的值

$k = 2
$d[2] = 'c'
$d[2] = ‘c’

$v = &$d[2] 改变了 $v 指向的内存地址

$v = &$d[2]
$v = &$d[2]

第三次循环后 $d 的值

['b', 'c', 'c']

4. 实测

$d = ['a', 'b', 'c'];

foreach ($d as $k=>$v)
{
    $v = &$d[$k];
    print_r($d);
}

print_r($d);
Array
(
    [0] => a
    [1] => b
    [2] => c
)
Array
(
    [0] => b
    [1] => b
    [2] => c
)
Array
(
    [0] => b
    [1] => c
    [2] => c
)
Array
(
    [0] => b
    [1] => c
    [2] => c
)

`