深入PHP-直观观察array的扩展

liwya

皆知PHP的数组是由HashTable和双链表实现的，为了方便大家查看数组的数据结构，开发一个遍历PHP的数组生成Dot描述的PHP插件，生成dot描述以后可以通过一些渲染工具生成图像，本例用的是 Graphviz。
        扩展的实现很简单，PHP数组源码是由下面的两种结构体实现的，扩展就是将这两种结构体和各个结构体的关系遍历一遍，生成对应的Dot描述即可。
typedef struct bucket {
ulong h;                        
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;   
Bucket *pListHead;
Bucket *pListTail;
Bucket **arBuckets;
dtor_func_t pDestructor;
zend_bool persistent;
unsigned char nApplyCount ;
zend_bool bApplyProtection;
} HashTable;


扩展里边函数说明
---------------------------------------------------------------------------------------------
string    dotarray( array $input [, int $flag] )
生成数组数据结构的dot描述
参数
input   需要操作的数组
flag   查看那些数据结构，是扩展提供的3个常量或操作，分别是
     DOTARAAY_HASH_TABLE 表示显示HashTable结构
     DOTARRAY_DOUBLE_LIST 显示数组的双链表结构
     DOTARRAY_CURRENT_POSITION 显示数组现在的内部指针的位置
返回值
成功返回dot描述字符串，错误（非数组等情况）返回false
---------------------------------------------------------------------------------------------
显示双链表结构例子
<?php
$items = array(1,2,8=>'lalala',16=>'hahaha','name'=>'shiki',30=>'wooooo...');
next($items);/*将内部指针移到下一位*/
$result = dotarray($items,DOTARRAY_DOUBLE_LIST|DOTARRAY_CURRENT_POSITION);
echo  $result;
得到的dot描述：
digraph html {label = "Structure of array";
node[shape = record];
===========部分内容省略============
edge ;
edge ;
sk_array:f5:s -> sk_item_1:f0;
edge ;
}
通过graphviz渲染得到下面的图片


需要解释一下，红色实线为结构中双链表的next指针，红色点线为上一个元素指针。同时提供了DOTARRAY_CURRENT_POSITION标志，出现绿线指向数组内部指针指向key为1的元素（第一个元素key为0）
显示HashTable结构例子
<?php
$items = array(1,2,8=>'lalala',16=>'hahaha','name'=>'shiki',30=>'wooooo...');
next($items);
next($items);
$result = dotarray($items,DOTARAAY_HASH_TABLE|DOTARRAY_CURRENT_POSITION);
echo $result;
生成的结构图片如下：

hash冲突的例子
       具体可以参考 PHP hash碰撞拒绝服务漏洞原理http://www.laruence.com/2011/12/29/2412.html，简单介绍即是：Hash表因为”冲突”(碰撞)而退化成链表，如果数据量足够大, 使得php在计算, 查找, 插入的时候, 造成大量的CPU占用, 从而实现拒绝服务攻击。下面是简单的碰撞生成代码：
<?php
/*会生出pow(2,$n)个数字*/
$n= 3;
$capacity = pow(2,$n);
$array =array();
for($i=0;$i<$capacity;$i++){
$key = $i<<$n;
$array[$key] =1;
}

$str = dotarray($array,DOTARRAY_DOUBLE_LIST|DOTARAAY_HASH_TABLE);
echo $str,PHP_EOL;
这次将hashtable和双线表同时展示出来，传递的flag为DOTARRAY_DOUBLE_LIST|DOTARAAY_HASH_TABLE，同时展示双链表和HashTable

关于 dot语言 传送门:http://zh.wikipedia.org/wiki/DOT%E8%AF%AD%E8%A8%80
关于 dot渲染工具Graphviz 传送门：http://www.graphviz.org/