最近一直整理資料，搞的自己挺煩躁的，靜下心，寫一篇博客壓壓驚。
今天就聊聊PHP最核心的數組array；
話不多說，直接打開源碼，看看array到底是如何實現的？
PHP 數組的底層實現是散列表（也叫 hashTable )，散列表是根據鍵（Key）直接訪問內存存儲位置的數據結構，
它的key - value 之間存在一個映射函數，可以根據 key 通過映射函數得到的散列值直接索引到對應的 value 值，
無需通過關鍵字比較，在理想情況下，不考慮散列衝突，散列表的查找效率是非常高的，時間複雜度是 O(1)
直接翻閱到了zend引擎定義數據類型的地方就是開始了：
typedef struct _zval_struct zval;
typedef struct _zend_refcounted zend_refcounted;
typedef struct _zend_string zend_string;
typedef struct _zend_array zend_array; //數組
typedef struct _zend_object zend_object;
typedef struct _zend_resource zend_resource;
數組在C的底層就是一個結構體了，接下來尋找結構體的實現：
又繼續閱讀找到了_zend_array的定義：
struct _zend_array {
zend_refcounted_h gc;
union {
struct {
ZEND_ENDIAN_LOHI_4(
zend_uchar flags,
zend_uchar nApplyCount,
zend_uchar nIteratorsCount,
zend_uchar consistency)
} v;
uint32_t flags;
} u;
uint32_t nTableMask;
Bucket *arData; //存儲元素數組，指向第一個Bucket
uint32_t nNumUsed;//哈希表已經使用的元素數
uint32_t nNumOfElements; // 哈希表有效元素數
uint32_t nTableSize; // 哈希表總大小，爲2的n次方(包含無效的元素)
uint32_t nInternalPointer; // 內部指針，用於遍歷
zend_long nNextFreeElement; // 下一個可用的數值索引,如:arr[] = 1;
dtor_func_t pDestructor;
};
//定義hashtable別名
typedef struct _zend_array HashTable;
//一些php數組的函數也是hashtable聲明類型的
PHPAPI int php_array_merge(HashTable *dest, HashTable *src);
PHPAPI int php_array_merge_recursive(HashTable *dest, HashTable *src);
PHPAPI int php_array_replace_recursive(HashTable *dest, HashTable *src);
Bucket的實現：
typedef struct _Bucket {
zval val; // 存儲的具體 value
zend_ulong h; /* key 的哈希值。用於查找時 key 的比較 */
zend_string *key; /* 當 key 值爲字符串時，指向該字符串對應的 zend_string（使用數字索引時該值爲 NULL） */
} Bucket;
zval的實現：
struct _zval_struct {
zend_value value; /* value */
union {
struct {
ZEND_ENDIAN_LOHI_4(
zend_uchar type, /* active type */
zend_uchar type_flags,
zend_uchar const_flags,
zend_uchar reserved) /* call info for EX(This) */
} v;
uint32_t type_info;
} u1;
union {
uint32_t next; /* hash collision chain */
uint32_t cache_slot; /* literal cache slot */
uint32_t lineno; /* line number (for ast nodes) */
uint32_t num_args; /* arguments number for EX(This) */
uint32_t fe_pos; /* foreach position */
uint32_t fe_iter_idx; /* foreach iterator index */
uint32_t access_flags; /* class constant access flags */
uint32_t property_guard; /* single property guard */
uint32_t extra; /* not further specified */
} u2;
};
存儲在散列表裏的元素是無序的，PHP 數組如何做到按順序讀取的呢？
中間映射表，爲了實現散列表的有序性，PHP 爲其增加了一張中間映射表，該表是一個大小與 Bucket 相同的數組，數組中儲存整形數據，用於保存元素實際儲存的 Value 在 Bucekt 中的下標。Bucekt 中的數據是有序的，而中間映射表中的數據是無序的。
而通過映射函數映射後的散列值要在中間映射表的區間內，這就對映射函數提出了要求。
將 key 經過 time33 算法生成的哈希值 h 和 nTableMask 進行或運算即可得出映射表的下標，其中 nTableMask 數值爲 nTableSize 的負數。並且由於 nTableSize 的值爲 2 的冪次方，所以 nTableMask 二進制位右側全部爲 0，保證了 h | ht->nTableMask 的取值範圍會在 [-nTableSize, -1] 之間，正好在映射表的下標範圍內。另外，用按位或運算的方法和其他方法如取餘的方法相比運算速度較高，這個映射函數可以說設計的非常巧妙了。
解決hash衝突：
在衝突位置構造一個單向鏈表，將散列值相同的元素放到相同槽位對應的鏈表中。這個方法叫鏈地址法，PHP 數組就是採用這個方法解決散列衝突的問題。
其具體實現是：將衝突的 Bucket 串成鏈表，這樣中間映射表映射出的就不是某一個元素，而是一個 Bucket 鏈表，通過散列函數定位到對應的 Bucket 鏈表時，需要遍歷鏈表，逐個對比 Key 值，繼而找到目標元素。而每個 Bucket 之間的鏈接則是將原 value 的下標保存到新 value 的 zval.u2.next 裏，新 value 放在當前位置上，從而形成一個單向鏈表。
數組擴容：
PHP 的數組在底層實現了自動擴容機制，當插入一個元素且沒有空閒空間時，就會觸發自動擴容機制，擴容後再執行插入。
擴容的過程爲：
如果已刪除元素所佔比例達到閾值，則會移除已被邏輯刪除的 Bucket，然後將後面的 Bucket 向前補上空缺的 Bucket，因爲 Bucket 的下標發生了變動，所以還需要更改每個元素在中間映射表中儲存的實際下標值。
如果未達到閾值，PHP 則會申請一個大小是原數組兩倍的新數組，並將舊數組中的數據複製到新數組中，因爲數組長度發生了改變，所以 key-value 的映射關係需要重新計算，這個步驟爲重建索引。
rehash：
在刪除某一個數組元素時，會先使用標誌位對該元素進行邏輯刪除，即在刪除 value 時只是將 value 的 type 設置爲 IS_UNDEF，而不會立即刪除該元素所在的 Bucket，因爲如果每次刪除元素立刻刪除 Bucket 的話，每次都需要進行排列操作，會造成不必要的性能開銷。
所以，當刪除元素達到一定數量或擴容後都需要重建散列表，即移除被標記爲刪除的 value。因爲 value 在 Bucket 位置移動了或哈希數組 nTableSize 變化了導致 key 與 value 的映射關係改變，重建過程就是遍歷 Bucket 數組中的 value，然後重新計算映射值更新到散列表。
hash算法應用很多，比如redis的hashtable實現原理也是這樣的。