PHP中有一些特殊的函数和方法,这些函数和方法相比普通方法的特殊之处在于:用户代码通常不会主动调用, 而是在特定的时机会被PHP自动调用。在PHP中通常以"__"打头的方法都作为魔术方法, 所以通常不要定义以"__"开头的函数或方法。 例如:__autoload()函数, 通常我们不会手动调用这个函数, 而如果在代码中访问某个未定义的方法, 如过已经定义了__autoload()函数,此时PHP将会尝试调用__autoload()函数, 例如在类的定义中如果定义了__construct()方法, 在初始化类的实例时将会调用这个方法, 同理还有__destuct()方法, 详细内容请参考PHP手册。
魔术函数和魔术方法
前面提到魔术函数和魔术方法的特殊之处在于这些方法(在这里把函数和方法统称方法)的调用时机是在某些特定的场景才会被触发, 这些方法可以理解为一些事件监听方法, 在事件触发时才会执行。
根据前面的介绍, 魔术方法就是在类的某些场景下触发的一些监听方法。这些方法需要在类定义中进行定义, 在存储上魔术方法自然存储于类中, 而类在PHP内部是一个_zend_class_entry结构体,与普通方法一样, 只不过这些类不是存储在类的函数表, 而是直接存储在类结构体中:
- 在_zend_class_entry结构体中的存储位置不同;
- 由ZendVM自动分情境进行调用;
- 不是必须的,按需定义,自动调用
从以上三个方面可以发现,关于魔术变量的关键理解,主要集中在两个方面:一,定义在哪里; 二,如何判断其存在并进行调用。
首先,魔术变量的存储在_zend_class_entry中的代码如下:
01 | struct _zend_class_entry { |
04 | union _zend_function *constructor; |
06 | union _zend_function *destructor; |
08 | union _zend_function *clone; |
09 | union _zend_function *__get; |
10 | union _zend_function *__set; |
11 | union _zend_function *__unset; |
12 | union _zend_function *__isset; |
13 | union _zend_function *__call; |
14 | union _zend_function *__callstatic; |
15 | union _zend_function *__tostring; |
17 | union _zend_function *serialize_func; |
19 | union _zend_function *unserialize_func; |
这段代码明确的在对象内部定义了不同的指针来保存各种魔术变量。 关于Zend VM对魔术方法的调用机制,由于每种方法的调用情境不同,笔者在这里也分开进行分析。
__construct
__construct构造方法,在对象创建时被自动调用。 与其它很多语言(如JAVA)不同的是,在PHP中,构造方法并没有使用”与类定义同名“的约定方式,而是单独用魔术方法来实现。 **__construct**方法的调用入口是new关键字对应的ZEND_NEW_SPEC_HANDLER函数。 Zend VM在初始化对象的时候,使用了new关键字,对其OPCODE进行分析后,使用GDB可以得到下面的堆栈信息:
1 | #0 ZEND_NEW_SPEC_HANDLER (execute_data=0x100d00080) at zend_vm_execute.h:461 |
2 | #1 0x000000010041c1f0 in execute (op_array=0x100a1fd60) at zend_vm_execute.h:107 |
3 | #2 0x00000001003e9394 in zend_execute_scripts (type=8, retval=0x0, file_count=3) at /Volumes/DEV/C/php-5.3.4/Zend/zend.c:1194 |
4 | #3 0x0000000100368031 in php_execute_script (primary_file=0x7fff5fbff890) at /Volumes/DEV/C/php-5.3.4/main/main.c:2265 |
5 | #4 0x00000001004d4b5c in main (argc=2, argv=0x7fff5fbffa30) at /Volumes/DEV/C/php-5.3.4/sapi/cli/php_cli.c:1193 |
上面的椎栈信息清晰显示了new关键的调用过程,可以发现new关键字对应了ZEND_NEW_SPEC_HANDLER的处理函数, 在ZEND_NEW_SPEC_HANDLER中,Zend VM使用下面的代码来获取对象是否定义了__construct方法:
02 | constructor = Z_OBJ_HT_P(object_zval)->get_constructor(object_zval TSRMLS_CC); |
03 | if (constructor == NULL){ |
10 | ZEND_API union _zend_function *zend_std_get_constructor(zval *object TSRMLS_DC) |
12 | zend_object *zobj = Z_OBJ_P(object); |
13 | zend_function *constructor = zobj->ce->constructor; |
15 | if (constructor){ ... } else { ...} |
从上面的代码可以看出ZendVM通过读取zend_object->ce->constructor的值来判断对象是不是定义的构造函数。
Z_OBJ_P(zval); Z_OBJ_P宏将一个zval类型变量构造为zend_object类型。
在判断了__construct魔术变量存在之后,ZEND_NEW_SPEC_HANDLER中对当前EX(called_scope)进行了重新赋值, 使ZEND_VM_NEXT_OPCODE();将opline指针指向__construct方法的op_array,开始执行__construct魔术方法
2 | EX(object) = object_zval; |
4 | EX(called_scope) = EX_T(opline->op1.u.var).class_entry; |
__destruct
__destruct是析构方法,运行于对象被显示销毁或者脚本关闭时,一般被用于释放占用的资源。 __destruct的调用涉及到垃圾回收机制,在第七章中会有更详尽的介绍。 本文笔者只针对__destruct调用机制进行分析,其调用堆栈信息如下:
02 | #0 zend_call_function () at /..//php-5.3.4/Zend/zend_execute_API.c:767 |
03 | #1 zend_call_method () at /..//php-5.3.4/Zend/zend_interfaces.c:97 |
04 | #2 zend_objects_destroy_object () at /..//php-5.3.4/Zend/zend_objects.c:112 |
05 | #3 zend_objects_store_del_ref_by_handle_ex () at /..//php-5.3.4/Zend/zend_objects_API.c:206 |
06 | #4 zend_objects_store_del_ref () at /..//php-5.3.4/Zend/zend_objects_API.c:172 |
07 | #5 _zval_dtor_func () at /..//php-5.3.4/Zend/zend_variables.c:52 |
08 | #6 _zval_dtor () at zend_variables.h:35 |
09 | #7 _zval_ptr_dtor () at /..//php-5.3.4/Zend/zend_execute_API.c:443 |
10 | #8 _zval_ptr_dtor_wrapper () at /..//php-5.3.4/Zend/zend_variables.c:189 |
11 | #9 zend_hash_apply_deleter () at /..//php-5.3.4/Zend/zend_hash.c:614 |
12 | #10 zend_hash_reverse_apply () at /..//php-5.3.4/Zend/zend_hash.c:763 |
13 | #11 shutdown_destructors () at /..//php-5.3.4/Zend/zend_execute_API.c:226 |
14 | #12 zend_call_destructors () at /..//php-5.3.4/Zend/zend.c:874 |
15 | #13 php_request_shutdown () at /..//php-5.3.4/main/main.c:1587 |
16 | #14 main () at /..//php-5.3.4/sapi/cli/php_cli.c:1374 |
__destruct方法存在与否是在zend_objects_destroy_object函数中进行判断的。 在脚本执行结果时,ZendVM在php_request_shutdown阶段会将对象池中的对象一一销毁, 这时如果某对象定义了__destruct魔术方法,此方法便会被执行。
在zend_objects_destroy_object中,与__construct一样, ZendVM判断zend_object->ce->destructor是否为空,如果不为空,则调用zend_call_method执行__destruct析构方法。 进入__destruct的方式与__construct不同的是,__destruct的执行方式是由ZendVM直接调用zend_call_function来执行。
__call与__callStatic
- __call:在对对象不存在的方法进行调用时自动执行;
- __callStatic:在对对象不存在的静态方法进行调用时自动执行;
__call与__callStatic的调用机制几乎完全相同,关于函数的执行已经在上一章中提到, 用户对函数的调用是由zend_do_fcall_common_helper_SPEC()方法进行处理的。
经过[ZEND_DO_FCALL_BY_NAME_SPEC_HANDLER]-> [zend_do_fcall_common_helper_SPEC]-> [zend_std_call_user_call]-> [zend_call_method]->[zend_call_function] 调用,经过zend_do_fcall_common_helper_SPEC的分发,最终使用zend_call_function来执行__call。
经过[ZEND_DO_FCALL_BY_NAME_SPEC_HANDLER]-> [zend_do_fcall_common_helper_SPEC]-> [zend_std_callstatic_user_call]-> [zend_call_method]->[zend_call_function] 调用,经过zend_do_fcall_common_helper_SPEC的分发,最终使用zend_call_function来执行__callStatic。
其他魔术方法
PHP中还有很多种魔术方法,它们的处理方式基本与上面类似,运行时执行与否取决的判断根据, 最终都是_zend_class_entry结构体中对应的指针是否为空。 这里列出它们的底层实现函数:
魔术方法 | 对应处理函数 | 所在源文件 |
---|
__set | zend_std_call_setter() | Zend/zend_object_handlers.c |
__get | zend_std_call_getter() | Zend/zend_object_handlers.c |
__isset | zend_std_call_issetter() | Zend/zend_object_handlers.c |
__unset | zend_std_call_unsetter() | Zend/zend_object_handlers.c |
__sleep | php_var_serialize_intern() | ext/standard/var.c |
__wakeup | php_var_unserialize() | ext/standard/var_unserializer.c |
__toString | zend_std_cast_object_tostring() | Zend/zend_object_handlers.c |
__invoke | ZEND_DO_FCALL_BY_NAME_SPEC_HANDLER() | Zend/zend_vm_execute.h |
__set_state | php_var_export_ex() | ext/standard/var.c |
__clone | ZEND_CLONE_SPEC_CV_HANDLER() | Zend/zend_vm_execute.h |
延迟绑定
从PHP 5.3.0开始,PHP增加了一个叫做后期静态绑定的功能,用于在继承范围内引用静态调用的类。 该功能从语言内部角度考虑被命名为“后期静态绑定”。 “后期绑定”的意思是说,static::不再被解析为定义当前方法所在的类,而是在实际运行时计算的。 也可以称之为”静态绑定“,因为它可以用于(但不限于)静态方法的调用。
延迟绑定的实现关键在于static关键字,如果以static调用静态方法,则在语法解析时:
3 | | class_name T_PAAMAYIM_NEKUDOTAYIM T_STRING '(' { $4.u.opline_num = zend_do_begin_class_member_function_call(&$1, &$3 TSRMLS_CC); } |
4 | function_call_parameter_list |
5 | ')' { zend_do_end_function_call($4.u.opline_num?NULL:&$3, &$$, &$6, $4.u.opline_num, $4.u.opline_num TSRMLS_CC); zend_do_extended_fcall_end(TSRMLS_C);} |
9 | T_STATIC { $$.op_type = IS_CONST; ZVAL_STRINGL(&$$.u.constant, "static" , sizeof ( "static" )-1, 1);} |
如上所示,static将以第一个参数(class_name)传递给zend_do_begin_class_member_function_call函数。 此时class_name的op_type字段为IS_CONST,但是通过zend_get_class_fetch_type获取此类的类型为ZEND_FETCH_CLASS_STATIC。 这个类型作为操作的extended_value字段存在,此字段在后面执行获取类的中间代码ZEND_FETCH_CLASS(ZEND_FETCH_CLASS_SPEC_CONST_HANDLER)时, 将作为第三个参数(fetch_type)传递给获取类名的最终执行函数zend_fetch_class。
1 | EX_T(opline->result.u.var).class_entry = zend_fetch_class(Z_STRVAL_P(class_name), |
2 | Z_STRLEN_P(class_name), opline->extended_value TSRMLS_CC); |
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