日期:2014-05-17  浏览次数:20449 次

php的数组和spl固定数组
php固定数组隶属于php标准库(spl)的一种数据结构。和php普通数组相比,固定数组只能用整形定义其下标,并且如名字所示,是固定长度,它的优点是比普通数组占用的内存少,而且更快速,具体原因下文会做分析,先做一个简单的测试,将10W个a放入到数组中。
define("MAX", 100000);

//simple array
function simple_arr()
{
        $i = MAX;
	$arr = array();
	while ($i--)
		$arr[$i]= 'a';
}

// fix array
function fix_arr()
{	
	$i = MAX;
	$arr = new SplFixedArray(MAX);
	while ($i--)
		$arr[$i]= 'a';		
}

//fix array with set
function fix_set_arr()
{
	$i = MAX;
	$arr = new SplFixedArray(MAX);
	while ($i--)
		$arr->offsetSet($i, "a");
}

时间消耗

一般数组:0.084696054458618

固定数组:0.048405885696411

固定数组调用offsetSet方法复制:0.27650499343872

内存消耗

一般数组:9324672

固定数组:4800464

固定数组调用offsetSet方法复制:4800344


空间消耗对比

从空间和时间的效率来看,固定数组的消耗都比一般数组少了很可观。固定数组通过扩展中的内置函数offsetSet赋值比通过下标赋值时间慢的多,这个因为用扩展中的内置方法給数组赋值,php内部需要多一次函数表的查询。

在空间方面,对一般数组,php内部是通过hashtable来存储,hashtable中的每一个槽位对应数组中的一个值,在php源码Zend/zend_hash.h中定义了hash相关的结构体定义和函数。

typedef struct bucket {
	ulong h;						/* Used for numeric indexing */
	uint nKeyLength;
	void *pData;
	void *pDataPtr;
	struct bucket *pListNext;
	struct bucket *pListLast;
	struct bucket *pNext;
	struct bucket *pLast;
	const char *arKey;
} Bucket;

typedef struct _hashtable {
	uint nTableSize;
	uint nTableMask;
	uint nNumOfElements;
	ulong nNextFreeElement;
	Bucket *pInternalPointer;	/* Used for element traversal */
	Bucket *pListHead;
	Bucket *pListTail;
	Bucket **arBuckets;
	dtor_func_t pDestructor;
	zend_bool persistent;
	unsigned char nApplyCount;
	zend_bool bApplyProtection;
#if ZEND_DEBUG
	int inconsistent;
#endif
} HashTable
	

如上面代码所示,一个10个元素的php数组所站的空间是sizeof(HashTable) + 10 * size(Bucket) + 元素本身占用空间,这是代码层面的算术,其实在php内部会复杂一点,HashTable的nTableSize永远是2^n,所以即使是10个元素,php内部通过 简单算法能实现占用2^4,也即16个槽位,所以实际占用空间是sizeof(HashTable) + 16 * sizeof(Bucket)  + 元素本身占用空间。(空间的计算只考虑下标是整数的情况下)

而对应固定数组直接通过用户传人的size大小初始化数组,如下面代码所示:同样10个元素的数组,所需要的空间只有10* 元素本身占用空间。

static void spl_fixedarray_init(spl_fixedarray *array, long size TSRMLS_DC) /* {{{ */
{
	if (size > 0) {
		array->size = 0; /* reset size in case ecalloc() fails */
		array->elements = ecalloc(size, sizeof(zval *));
		array->size = size;
	} else {
		array->elements = NULL;
		array->size = 0;
	}
}

时间方面对比

对于固定数组来说,对内存的申请一步到位了,当内存不够时候会报错,当内存用不完时,也就浪费在那里。

对于普通数组,因为是动态分配数组空间,由于预先不知道要有多少元素,php初始化空数组的的时候,默认8个槽位,但槽位不够的时候,会再分配*2的空间,当元素元素的数量大于hashTbale中的nTableSize的时候,会resize和rehash hashTable,在resize和rehash的过程中,时间的消耗相当可观了。

static int zend_hash_do_resize(HashTable *ht)
{
	Bucket **t;
#ifdef ZEND_SIGNALS
	TSRMLS_FETCH();
#endif

	IS_CONSISTENT(ht);

	if ((ht->nTableSize << 1) > 0) {	/* Let's double the table size */
		t = (Bucket **) perealloc_recoverable(ht->arBuckets, (ht->nTableSize << 1) * sizeof(Bucket *), ht->persistent);
		if (t) {
			HANDLE_BLOCK_INTERRUPTIONS();
			ht->arBuckets = t;
			ht->nTableSize = (ht->nTableSize << 1);
			ht->nTableMask = ht->nTableSize - 1;
			zend_hash_rehash(ht);
			HANDLE_UNBLOCK_INTERRUPTIONS();
			return SUCCESS;
		}
		return FAILURE;
	}
	return SUCCESS;
}

ZEND_API int zend_hash_rehash(HashTable *ht)
{
	Bucket *p;
	uint nIndex;

	IS_CONSISTENT(ht);
	if (UNEXPECTED(ht->nNumOfElements == 0)) {
		return SUCCESS;
	}

	memset(ht->arBuckets, 0, ht->nTableSize * sizeof(Bucket *));
	p = ht->pListHead;
	while (p != NULL) {
		nIndex = p->h & ht->nTableMask;
		CONNECT_TO_BUCKET_DLLIST(p, ht-