[ PHP 内核与扩展开发系列] 类与面向对象:如何定义一个类

zend_class_entry

zend_class_entry内核中定义的一个结构体,是内核实现 PHP 语言中与对象的一个非常基础、关键的结构类型,相当于我们定义类的原型。如果我们想获得一个名字为 myclass 的类该怎么做呢?首先我们定义一个 zend_class_entry 变量,并为它设置名字,最后注册到 runtime 中去:

zend_class_entry *myclass_ce;

static zend_function_entry myclass_method[] = {
    { NULL, NULL, NULL }
};

ZEND_MINIT_FUNCTION(academy_sample_class)
{
    zend_class_entry ce;

    //myclass是这个类的名称
    INIT_CLASS_ENTRY(ce, "myclass", myclass_method);
    myclass_ce = zend_register_internal_class(&ce TSRMLS_CC);
    return SUCCESS;
}

这样我们便定义了一个类 myclass,而且我们可以在 PHP 语言中使用它,比如:

<?php
$obj = new myclass();

我们上面还定义了一个 myclass_ce 指针,它是干什么用的呢?当我们在扩展中对这个类进行操作,比如生成实例的时候,会使用到它,它的作用就类似于打开文件的操作句柄。

定义类对应 zend_class_entry

在这一节中,我们正式的定义一个类。首先我给出 PHP 语言的实现:

<?php
class myclass
{
    public $public_var;
    private $private_var;
    protected $protected_var;

    public static $static_var;

    public function __construct()
    {
        echo "我是__construct方法\n";
    }

    public function public_method()
    {
        echo "我是public类型的方法\n";
    }

    private function private_method()
    {
        echo "我是private类型的方法\n";
    }

    protected function protected_method()
    {
        echo "我是protected类型的方法\n";
    }

    public static function static_var()
    {
        echo "我是static类型的方法\n";
    }
}

定义类的第一步,便是先定义好这个类的 zend_class_entry,这一步操作是在 MINIT 阶段完成的。

static zend_function_entry myclass_method[] = {
    {NULL,NULL,NULL}
};

PHP_MINIT_FUNCTION(test)
{
    zend_class_entry ce;
    INIT_CLASS_ENTRY(ce, "myclass", myclass_method);
    zend_register_internal_class(&ce TSRMLS_CC);
    return SUCCESS;
}

这就是最简单的一个类,没有属性没有方法,但是可以使用了:

<?php
$obj = new myclass();
var_dump($obj);

输出如下:

object(myclass)#1 (0) {}

注:记得将源码 zend_module_entry 中的 `/* MINIT */` 部分替换成 `ZEND_MINIT(test)`,否则无法找到 myclass

某个类的 zend_class_entry 会经常用到,所以我们一般会把它保存在一个变量里,供扩展中其它地方的程序使用,所以上述的代码组合一般是这样的:

zend_class_entry *myclass_ce;

static zend_function_entry myclass_method[] = {
    {NULL,NULL,NULL}
};

ZEND_MINIT_FUNCTION(test)
{
    zend_class_entry ce;
    INIT_CLASS_ENTRY(ce, "myclass", myclass_method);
    myclass_ce = zend_register_internal_class(&ce TSRMLS_CC);
    return SUCCESS;
}

为类定义属性

我们可以用 zend_declare_property* 系列函数来完成这项操作,为某个类定义属性一般会需要三个信息:

  • 属性的名称
  • 属性的默认值
  • 属性的访问权限

我们为上面的 myclass 类定义一个名为 public_var 的属性,默认值为 null,访问权限为public

ZEND_MINIT_FUNCTION(test) { 
    zend_class_entry ce; 
    INIT_CLASS_ENTRY(ce, "myclass", myclass_method);
    myclass_ce = zend_register_internal_class(&ce TSRMLS_CC);

    //定义属性
    zend_declare_property_null(myclass_ce, "public_var", strlen("public_var"), ZEND_ACC_PUBLIC TSRMLS_CC);
    return SUCCESS;
}

ZEND_ACC_PUBLICZEND_ACC 系列掩码中的一个,代表着 public,其余的还有ZEND_ACC_PRIVATEZEND_ACC_PROTECTED 等,详细描述请见后面的章节。这三个掩码比较简单,就不再叙述了。

为类定义方法

为类定义方法比较繁琐一些,首先我们先回顾一下 zend_function_entry 结构,在以前我们用它来保存我们扩展的函数,通过它把 PHP 语言中的函数和我们用 C 语言编写的函数联系起来,在这它也发挥了这么一个桥梁的作用。下面我们来实现 myclass 类的 public 方法和构造方法。

首先,定义这个函数的 C 语言部分,不过这一次我们使用的是 ZEND_METHOD

ZEND_METHOD(myclass, public_method)
{
    php_printf("我是public_method方法\n");
}

ZEND_METHOD(myclass, __construct)
{
    php_printf("我是__construct方法\n");
}

然后,用 PHP_METHOD 声明 public_method__construct

PHP_METHOD(myclass, public_method);
PHP_METHOD(myclass, __construct);

// 再定义一个zend_function_entry
zend_function_entry myclass_method[]=
{
    ZEND_ME(myclass, public_method, NULL,   ZEND_ACC_PUBLIC)
    ZEND_ME(myclass, __construct,   NULL,   ZEND_ACC_PUBLIC|ZEND_ACC_CTOR)
    {NULL,  NULL,   NULL}
};

最后,在 MINIT 阶段 register internal class 的时候将它作为一个参数传递进去:

ZEND_MINIT_FUNCTION(test)
{
    zend_class_entry ce;

    //这里使用了 myclass_method 这个 zend_function_entry
    INIT_CLASS_ENTRY(ce, "myclass", myclass_method);

    myclass_ce = zend_register_internal_class(&ce TSRMLS_CC);
    return SUCCESS;
}

现在我们在 PHP 脚本中调用一下这个方法,看看输出结果:

<?php
$obj = new myclass();
$obj->public_method();

输出结果如下:

我是__construct方法
我是public_method方法

这里在定义 __construct 方法的时候,使用到了 ZEND_ACC_CTOR,它的作用便是声明这个方法是此类的构造函数,而 ZEND_ACC_PUBLIC|ZEND_ACC_CTOR 是我们常见的掩码或运算,代表它是一个public 类型的构造函数。如果我们去掉 ZEND_ACC_CTOR 标志,那么此构造函数还会起作用吗?在这里的例子中它仍然起作用,但是在别的环境下我就不敢保证了。

protectedprivate 类型的属性与方法的定义和 public 的一样。而定义 static 的属性与方法只是在掩码标志中加入 ZEND_ACC_STATIC 即可。下面详细地罗列出了所有掩码,fn_flags 代表可以在定义方法时使用,zend_property_info.flags 代表可以在定义属性时使用,ce_flags 代表在定义 zend_class_entry 时候可用。

#define ZEND_ACC_STATIC                     0x01     /* fn_flags, zend_property_info.flags */
#define ZEND_ACC_ABSTRACT                   0x02     /* fn_flags */
#define ZEND_ACC_FINAL                      0x04     /* fn_flags */
#define ZEND_ACC_IMPLEMENTED_ABSTRACT       0x08     /* fn_flags */
#define ZEND_ACC_IMPLICIT_ABSTRACT_CLASS    0x10     /* ce_flags */
#define ZEND_ACC_EXPLICIT_ABSTRACT_CLASS    0x20     /* ce_flags */
#define ZEND_ACC_FINAL_CLASS                0x40     /* ce_flags */
#define ZEND_ACC_INTERFACE                  0x80     /* ce_flags */
#define ZEND_ACC_INTERACTIVE                0x10     /* fn_flags */
#define ZEND_ACC_PUBLIC                     0x100    /* fn_flags, zend_property_info.flags */
#define ZEND_ACC_PROTECTED                  0x200    /* fn_flags, zend_property_info.flags */
#define ZEND_ACC_PRIVATE                    0x400    /* fn_flags, zend_property_info.flags */
#define ZEND_ACC_PPP_MASK   (ZEND_ACC_PUBLIC | ZEND_ACC_PROTECTED | ZEND_ACC_PRIVATE)
#define ZEND_ACC_CHANGED                    0x800    /* fn_flags, zend_property_info.flags */
#define ZEND_ACC_IMPLICIT_PUBLIC            0x1000   /* zend_property_info.flags; unused (1) */
#define ZEND_ACC_CTOR                       0x2000   /* fn_flags */
#define ZEND_ACC_DTOR                       0x4000   /* fn_flags */
#define ZEND_ACC_CLONE                      0x8000   /* fn_flags */
#define ZEND_ACC_ALLOW_STATIC               0x10000  /* fn_flags */
#define ZEND_ACC_SHADOW                     0x20000  /* fn_flags */
#define ZEND_ACC_DEPRECATED                 0x40000  /* fn_flags */
#define ZEND_ACC_CLOSURE                    0x100000 /* fn_flags */
#define ZEND_ACC_CALL_VIA_HANDLER           0x200000 /* fn_flags */

ZEND_ACC_CTORZEND_ACC_DTOR 是比较特殊的掩码标志,分别代表着构造函数与析构函数,不要将这两个标志位用在其它方法上面。其它的一些魔术方法,如 __get__call 等大都需要 arginfo,有关它们的内容将在后续章节中描述。

为类定义常量

这个比较简单,只涉及到一组函数,可以查看 Zend/zend_API.h

ZEND_API int zend_declare_class_constant(zend_class_entry *ce, const char *name, size_t name_length, zval *value TSRMLS_DC);
ZEND_API int zend_declare_class_constant_null(zend_class_entry *ce, const char *name, size_t name_length TSRMLS_DC);
ZEND_API int zend_declare_class_constant_long(zend_class_entry *ce, const char *name, size_t name_length, long value TSRMLS_DC);
ZEND_API int zend_declare_class_constant_bool(zend_class_entry *ce, const char *name, size_t name_length, zend_bool value TSRMLS_DC);
ZEND_API int zend_declare_class_constant_double(zend_class_entry *ce, const char *name, size_t name_length, double value TSRMLS_DC);
ZEND_API int zend_declare_class_constant_stringl(zend_class_entry *ce, const char *name, size_t name_length, const char *value, size_t value_length TSRMLS_DC);
ZEND_API int zend_declare_class_constant_string(zend_class_entry *ce, const char *name, size_t name_length, const char *value TSRMLS_DC);

完整测试示例

下面是来演示一个比较完整的测试示例:

// 定义类myclass
zend_class_entry *myclass_ce;

// 定义public方法
ZEND_METHOD(myclass, public_method)
{
    php_printf("我是public类型的方法\n");
}

// 定义构造函数
ZEND_METHOD(myclass, __construct)
{
    php_printf("我是__construct方法\n");   
}

// 定义static方法
ZEND_METHOD(myclass, static_method)
{
    php_printf("我是static_method方法\n");
}

PHP_METHOD(myclass, public_method);
PHP_METHOD(myclass, __construct);
PHP_METHOD(myclass, static_method);

static zend_function_entry myclass_method[] = {
    ZEND_ME(myclass, public_method, NULL, ZEND_ACC_PUBLIC)
    ZEND_ME(myclass, __construct, NULL, ZEND_ACC_PUBLIC|ZEND_ACC_CTOR)
    ZEND_ME(myclass, static_method, NULL, ZEND_ACC_PUBLIC|ZEND_ACC_STATIC)
    {NULL, NULL, NULL}
};

ZEND_MINIT_FUNCTION(academy_sample_minit)
{
    academy_sample_descriptor = zend_register_list_destructors_ex(php_sample_descriptor_dtor, NULL, PHP_SAMPLE_DESCRIPTOR_RES_NAME, module_number);
    academy_sample_descriptor_persist = zend_register_list_destructors_ex(NULL, php_sample_descriptor_dtor_persistent, PHP_SAMPLE_DESCRIPTOR_RES_NAME, module_number);

    zend_class_entry ce;
    INIT_CLASS_ENTRY(ce, "myclass", myclass_method);
    myclass_ce = zend_register_internal_class(&ce TSRMLS_CC);

    // 定义类属性
    zend_declare_property_null(myclass_ce, "public_var", strlen("public_var"), ZEND_ACC_PUBLIC TSRMLS_CC);
    // 定义类常量
    zend_declare_class_constant_string(myclass_ce, "CONSTANT_VAR", strlen("CONSTANT_VAR"), "LaravelAcademy" TSRMLS_CC);

    return SUCCESS;
}

重新编译扩展,编写测试代码如下:

<?php
    myclass::static_method();
    var_dump(myclass::CONSTANT_VAR);
    $myclass = new myclass();
    $myclass->public_method();
    $myclass->public_var = 'laravelacademy.org';
    var_dump($myclass->public_var);

该示例代码运行结果如下:

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资深PHP工程师,Laravel学院院长

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