PHP中引用的详解(引用计数、写时拷贝)

PHP中引用的详解   huangguisu

《PHP5中文手册》内容中"引用的解释"一文的摘要：

1. PHP中引用的特性

PHP中引用意味着用不同的名字访问同一个变量内容，引用不是C的指针（Ｃ语言中的指针里面存储的是变量的内容，在内存中存放的地址），是变量的另外一个别名或者映射。注意在 PHP 中，变量名和变量内容是不一样的，因此同样的内容可以有不同的名字。最接近的比喻是 Unix 的文件名和文件本身――变量名是目录条目，而变量内容则是文件本身。引用可以被看作是 Unix 文件系统中的紧密连接或者wins的快捷方式。

2.变量的引用

PHP 的引用允许用两个变量来指向同一个内容。

<?php
     $a = " ABC " ;
     $b   =& $a ;
     echo   $a ; // 这里输出:ABC
     echo   $b ; // 这里输出:ABC
     $b = " EFG " ;
     echo   $a ; // 这里$a的值变为EFG 所以输出EFG
     echo   $b ; // 这里输出EFG
?>

这意味着 $a 和 $b 指向了同一个变量。

注: $a 和$b 在这里是完全相同的，这并不是$a 指向了$b 或者相反，而是$a 和$b 指向了同一个地方。

3 对象的引用(对象的赋值传递)

在PHP5中两者映射到同一对象，不需要使用引用符。

<?php
class fooclass{
	public $att ; 
}
$a = new fooclass();
$b = $a; 
$a->att = 1;
$b->att = 2;
echo 'a obj:',($a->att),'<br>';
echo 'b obj:',($b->att);
/**
 * 结果：
 * a obj:2
   b obj:2
 */

在PHP5中 对象的赋值是个引用的过程。上列中

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

其实等效于$b=new fooclass(); $c=&$b;
PHP5中默认就是通过引用来调用对象， 但有时你可能想建立一个对象的副本，并希望原来的对象的改变不影响到副本 . 为了这样的目的，PHP5定义了一个特殊的方法，称为__clone。

自 PHP 5 起，new 自动返回引用，因此在此使用 =& 已经过时了并且会产生 E_STRICT 级别的消息。

在php4中，对象的赋值是个拷贝过程，

$a = new foo fooclass(), 实际上$a和new fooclass()的映射到不同对象实例，其中new fooclass产生的是一个匿名的fooclass对象实例 所以需要显式地使用$a = & new fooclass()来进行引用赋值传递。

所以在php4中，为了节省内存空间，$b=new fooclass()一般会改成引用的模式，即 $b=& new fooclass()。

4.函数的引用传递（传址调用）

引用传递的定义必须在函数定义中体现，在函数使用中，不要写成foo(&$a)的样子，否则会报"Call-time pass-by-reference过时"的警报。

<?php
    function  foo( & $a ){
         $a = $a + 100 ;
    }
    $b = 1 ;
    echo   $b ; // 输出１
    foo( $b );// 这里$b传递给函数的其实是$b的变量内容所处的内存地址，通过在函数里改变$a的值 就可以改变$b的值了
    echo   " <br> " ;
    echo   $b ; // 输出101

但是在函数“call_user_func_array”中，若要引用传参，就得需要 & 符号，如下代码所示：

function  test( & $b ){
     $b ++ ;
}
$c = 0 ;
call_user_func_array ( 'test' , array ( & $c ));
echo   $c ;

 5 函数的引用返回

代码：

<? php
function   & test()
{
     static   $b = 0 ; // 申明一个静态变量
     $b = $b + 1 ;
     echo   $b ;
     return   $b ;
}
$a = test(); // 这条语句会输出 $b的值 为１
$a = 5 ;
$a = test(); // 这条语句会输出 $b的值 为2
$a =& test(); // 这条语句会输出 $b的值 为3
$a = 5 ;
$a = test(); // 这条语句会输出 $b的值 为6
?>

通过这种方式$a=test();得到的其实不是函数的引用返回，这跟普通的函数调用没有区别，只是将函数的值赋给$a而已， 而$a做任何改变 都不会影响到函数中的$b。
而通过$a=&test()方式调用函数呢, 他的作用是 将return $b中的 $b变量的内存地址与$a变量的内存地址 指向了同一个地方
即产生了相当于这样的效果($a=&$b;) 所以改变$a的值 也同时改变了$b的值 所以在执行了

$a=&test();
$a=5;

以后，$b的值变为了5。

注意：

和参数传递不同，这里必须在两个地方都用 & 符号：定义和使用时都需要加&符号。

& test()指出返回的是一个引用，而不是通常的一个拷贝。
$a =& test()同样也指出 $a 是作为引用的绑定，而不是通常的赋值。

这里是为了让大家理解函数的引用返回才使用静态变量的，其实函数的引用返回多用在对象中：

<?php
/**
 * This is the way how we  use  pointer to access variable inside the  class .
 */
class  talker{
     private   $data   =   ' Hi ' ;
     public   function   &  get(){
         return   $this -> data;
    }
    public   function  out(){
         echo   $this -> data;
    }  
}
$aa   =   new  talker();
$d   =   & $aa -> get();
$aa -> out();
$d   =   ' How ' ;
$aa -> out();
$d   =   ' Are ' ;
$aa -> out();
$d   =   ' You ' ;
$aa -> out();
//the output is  " Hi How Are You "

6 global 引用

当用 global $var 声明一个变量时实际上建立了一个到全局变量$_GLOBAL的引用。具体可以写成如下语句：

<?php
     $var   =&   $GLOBALS [ "var" ];
?>  

把  global $var; 当成是  $var =& $GLOBALS['var']; 的简写。从而将其它引用赋给  $var 只改变了本地变量的引用。

如果全局变量赋值给另外另外一个变量$var_test，删除这个$var_test，也不会 unset 全局变量

<?php
global $var;
$var = "Example variable";
$var_test =  &  $GLOBALS [ 'var' ];
echo '$var_test is set to ',$var_test,'<br>'; //
$var_test = 11;
unset($var_test);
echo '$GLOBALS[var] is set to ',$GLOBALS ['var'],'<br>';
/**
 * 输出结果：
$var_test is set to Example variable
$GLOBALS[var] is set to 11
 */

如果在一个函数内部给一个声明为 global 的变量赋于一个引用，该引用只在函数内部可见。可以通过使用 $GLOBALS 数组避免这一点。

$var1 = "Example variable";
$var2 = "";
function global_references($use_globals) {
    global $var1, $var2;
    if (!$use_globals) {
        $var2 =& $var1; // visible only inside the function
    } else {
        $GLOBALS["var2"] =& $var1; // visible also in global context
    }
}
global_references(false);
echo "var2 is set to '$var2'", '<br>'; // var2 is set to ''
global_references(true);
echo "var2 is set to '$var2'"; // var2 is set to 'Example variable'

$var2 =& $var1; // visible only inside the function

那么实际上就是改变了$var2的映射关系，之前与$_GLOBAL['var2']的映射就断开了，再也无法修改函数外部$var2的内容。此特性也同样作用在用引用传递函数参数的例子中。
另外，需要注意在函数中unset($var2)不会真正释放变量内容，可以看做只是断开了函数内部$var2的映射而已。

7 . 取消引用 unset与=null

当你 unset 一个引用，只是断开了变量名和变量内容之间的绑定。这并不意味着变量内容被销毁了。例如：

<?php

     $a   =   1 ;
     $b   =&   $a ;
     unset  ( $a );
     echo $b; //输出：1:

不会 unset $b，只是 $a。

使用unset($a)与$a=null的结果是不一样的。如果该块内存只有$a一个映射，那么unset($a)与$a=null等价，该内存的引用计数变为0，被自动回收；如果该块内存有$a和$b两个映射，那么unset($a)将导致$a=null且$b不变的情况，而$a=null会导致$a=$b=null的情况。
原因：某变量赋值为null，将导致该变量对应的内存块的引用计数直接置为0，被自动回收。

8 . $this

在一个对象的方法中，$this 永远是调用它的对象的引用。

9. PHP引用使用注意事项

很多人误解Php中的引用跟C当中的指针一样，事实上并非如此，而且很大差别。C语言中的指针除了在数组传递过程中不用显式申明外，其他都需要使用*进行定义，而php中对于地址的指向（类似指针）功能不是由用户自己来实现的，是由Zend核心实现的，php中引用采用的是“引用计数、写时拷贝”的原理，(写时复制（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。)

就是除非发生写操作，指向同一个地址的变量或者对象是不会被拷贝的，比如下面的代码：
$a = array('a','c'...'n');
$b = $a;
如果程序仅执行到这里，$b和$b是相同的，但是并没有像C那样，$a和$b占用不同的内存空间，而是指向了同一块内存，这就是php和c的差别，并不需要写成$b=&$a才表示$b指向$a的内存，zend就已经帮你实现了引用，并且zend会非常智能的帮你去判断什么时候该这样处理，什么时候不该这样处理。

如果在后面继续写如下代码，增加一个函数，通过引用的方式传递参数，并打印输出数组大小。

    function printArray(&$arr) //引用传递
     {
        print(count($arr));
    }
     printArray($a);

上面的代码中，我们通过引用把$a数组传入printArray()函数，zend引擎会认为printArray()可能会导致对$a的改变，此时就会自动为$b生产一个$a的数据拷贝，重新申请一块内存进行存储。这就是前面提到的“引用计数、写时拷贝”概念。

直观的理解：$a将使用自己原始的内存空间，而$b，则会使用新开辟的内存空间，而这个空间将使用$a的原始（$a或者$b改变之前）内容空间的内容的拷贝，然后做对应的改变。

如果我们把上面的代码改成下面这样：

   function printArray($arr)  //值传递
    {
        print(count($arr));
    }
    printArray($a);

上面的代码直接传递$a值到printArray()中，此时并不存在引用传递，所以没有出现写时拷贝。

测试：

	$a = array(1,2,3);
	$b =$a;
	function printArray($arr)  //值传递
	{
		print(count($arr));
	}
	$s = microtime(true); 
	for($i=1;$i<10000;$i++){
		printArray($a);
	 }
	$e = microtime(true); 
	echo '=----------------------------';
	echo $e-$s;//0.031868934631348 s

 

	$a = array(1,2,3);
	$b = $a;
	function printArray(&$arr)  //引用传递
	{
		print(count($arr));
	}
	$s = microtime(true); 
	for($i=1;$i<10000;$i++){
		printArray($a);
	 }
	$e = microtime(true); 
	echo '=----------------------------';
	echo $e-$s;//0.047234058380127

测试结果

值传递：0.031868934631348 s
引用传递： 0.047234058380127

结果引用传递性能下降：50%左右。
所以不正确使用引用，性能反而下降。