PHP垃圾回收機(jī)制超詳細(xì)介紹

第PHP垃圾回收機(jī)制超詳細(xì)介紹目錄一、引用計(jì)數(shù)基礎(chǔ)知識(shí)二、生成zval容器三、增加zval的引用計(jì)數(shù)四、減少zval引用計(jì)數(shù)五、復(fù)合類型的zval容器六、增加復(fù)合類型的引用計(jì)數(shù)七、減少復(fù)合類型的引用計(jì)數(shù)八、特殊情況九、清理變量容器的問題十、回收周期十一、回收算法分析十二、性能考慮十三、垃圾回收機(jī)制的結(jié)論

一、引用計(jì)數(shù)基礎(chǔ)知識(shí)

每個(gè)php變量存在一個(gè)叫zval的變量容器中。一個(gè)zval變量容器，除了包含變量的類型和值，還包括兩個(gè)字節(jié)的額外信息。第一個(gè)是is_ref，是個(gè)bool值，用來標(biāo)識(shí)這個(gè)變量是否是屬于引用集合。通過這個(gè)字節(jié)，php引擎才能把普通變量和引用變量區(qū)分開來，由于php允許用戶通過使用來使用自定義引用，zval變量容器中還有一個(gè)內(nèi)部引用計(jì)數(shù)機(jī)制，來優(yōu)化內(nèi)存使用。第二個(gè)額外字節(jié)是refcount，用以表示指向這個(gè)zval變量容器的變量個(gè)數(shù)。所有的符號(hào)存在一個(gè)符號(hào)表中，其中每個(gè)符號(hào)都有作用域(scope)，那些主腳本(比如：通過瀏覽器請(qǐng)求的的腳本)和每個(gè)函數(shù)或者方法也都有作用域。

二、生成zval容器

當(dāng)一個(gè)變量被賦常量值時(shí)，就會(huì)生成一個(gè)zval變量容器

如果安裝了Xdebug，則可以通過xdebug_debug_zval()查看這兩個(gè)值，有兩種方法可以查看是否安裝了Xdebug。

使用phpinfo()方法查看當(dāng)前的php版本是否安裝

使用php-m命令查看是否安裝xdebug擴(kuò)展

$a="newstring";

xdebug_debug_zval('a');

a:(refcount=1,is_ref=0)string'newstring'(length=10)

三、增加zval的引用計(jì)數(shù)

把一個(gè)變量賦值給另一變量不會(huì)增加引用次數(shù)，當(dāng)一個(gè)變量引用該變量時(shí)，才會(huì)增加引用次數(shù)

$a="newstring";

$b=$a;

xdebug_debug_zval('a');

$c=

xdebug_debug_zval('a');

a:(refcount=1,is_ref=0)string'newstring'(length=10)

a:(refcount=2,is_ref=1)string'newstring'(length=10)

四、減少zval引用計(jì)數(shù)

使用unset()可以減少引用次數(shù)

包含類型和值的這個(gè)變量容器就會(huì)從內(nèi)存中刪除

$a="newstring";

$c=

xdebug_debug_zval('a');

unset($c);

xdebug_debug_zval('a');

a:(refcount=2,is_ref=1)string'newstring'(length=10)

a:(refcount=1,is_ref=1)string'newstring'(length=10)

五、復(fù)合類型的zval容器

與標(biāo)量(scalar)類型的值不同

array和object類型的變量把它們的成員或?qū)傩源嬖谧约旱姆?hào)表中

這意味著下面的例子將生成三個(gè)zval變量容器

這三個(gè)zval變量容器是:a，meaning和number

$a=array('meaning'='life','number'='42');

xdebug_debug_zval('a');

a:(refcount=2,is_ref=0)

array(size=2)

'meaning'=(refcount=1,is_ref=0)string'life'(length=4)

'number'=(refcount=1,is_ref=0)string'42'(length=2)

六、增加復(fù)合類型的引用計(jì)數(shù)

添加一個(gè)已經(jīng)存在的元素到數(shù)組中

$a=array('meaning'='life','number'=42);

$a['life']=$a['meaning'];

xdebug_debug_zval('a');

a:(refcount=1,is_ref=0)

array(size=3)

'meaning'=(refcount=2,is_ref=1)string'life'(length=4)

'number'=(refcount=1,is_ref=0)string'42'(length=2)

'life'=(refcount=2,is_ref=1)string'life'(length=4)

七、減少復(fù)合類型的引用計(jì)數(shù)

刪除數(shù)組中的一個(gè)元素

就是類似于從作用域中刪除一個(gè)變量.

刪除后，數(shù)組中的這個(gè)元素所在的容器的refcount值減少

$a=array('meaning'='life','number'='42');

$a['life']=$a['meaning'];

unset($a['meaning'],$a['number']);

xdebug_debug_zval('a');

a:(refcount=1,is_ref=0)

array(size=1)

'life'=(refcount=1,is_ref=0)string'life'(length=4)

八、特殊情況

當(dāng)我們添加一個(gè)數(shù)組本身作為這個(gè)數(shù)組的元素時(shí)，事情就變得有趣

同上，對(duì)一個(gè)變量調(diào)用unset，將刪除這個(gè)符號(hào)，且它指向的變量容器中的引用次數(shù)也減1

$a=array('one');

$a[]=

xdebug_debug_zval('a');

a:(refcount=2,is_ref=1)

array(size=2)

0=(refcount=1,is_ref=0)string'one'(length=3)

1=(refcount=2,is_ref=1)

array

九、清理變量容器的問題

盡管不再有某個(gè)作用域中的任何符號(hào)指向這個(gè)結(jié)構(gòu)(就是變量容器)，由于數(shù)組元素1仍然指向數(shù)組本身，所以這個(gè)容器不能被清除。

因?yàn)闆]有另外的符號(hào)指向它，用戶沒有辦法清除這個(gè)結(jié)構(gòu)，結(jié)果就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。

慶幸的是，php將在腳本執(zhí)行結(jié)束時(shí)清除這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但是在php清除之前，將耗費(fèi)不少內(nèi)存。

如果上面的情況發(fā)生僅僅一兩次倒沒什么，但是如果出現(xiàn)幾千次，甚至幾十萬次的內(nèi)存泄漏，這顯然是個(gè)大問題

十、回收周期

像以前的php用到的引用計(jì)數(shù)內(nèi)存機(jī)制，無法處理循環(huán)的引用內(nèi)存泄漏

而在php7.3中使用同步算法，來處理這個(gè)內(nèi)存泄漏問題

如果一個(gè)引用計(jì)數(shù)增加，它將繼續(xù)被使用，當(dāng)然就不再在垃圾中。

如果引用計(jì)數(shù)減少到零，所在變量容器將被清除(free)

就是說，僅僅在引用計(jì)數(shù)減少到非零值時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生垃圾周期

在一個(gè)垃圾周期中，通過檢查引用計(jì)數(shù)是否減1，并且檢查哪些變量容器的引用次數(shù)是零，來發(fā)現(xiàn)哪部分是垃圾

十一、回收算法分析

為避免不得不檢查所有引用計(jì)數(shù)可能減少的垃圾周期

這個(gè)算法把所有可能根(possibleroots都是zval變量容器),放在根緩沖區(qū)(rootbuffer)中(用紫色來標(biāo)記，稱為疑似垃圾)，這樣可以同時(shí)確保每個(gè)可能的垃圾根(possiblegarbageroot)在緩沖區(qū)中只出現(xiàn)一次。僅僅在根緩沖區(qū)滿了時(shí)，才對(duì)緩沖區(qū)內(nèi)部所有不同的變量容器執(zhí)行垃圾回收操作?？瓷蠄D的步驟A。

在步驟B中，模擬刪除每個(gè)紫色變量。模擬刪除時(shí)可能將不是紫色的普通變量引用數(shù)減1，如果某個(gè)普通變量引用計(jì)數(shù)變成0了，就對(duì)這個(gè)普通變量再做一次模擬刪除。每個(gè)變量只能被模擬刪除一次，模擬刪除后標(biāo)記為灰

在步驟C中，模擬恢復(fù)每個(gè)紫色變量?；謴?fù)是有條件的，當(dāng)變量的引用計(jì)數(shù)大于0時(shí)才對(duì)其做模擬恢復(fù)。同樣每個(gè)變量只能恢復(fù)一次，恢復(fù)后標(biāo)記為黑，基本就是步驟B的逆運(yùn)算。這樣剩下的一堆沒能恢復(fù)的就是該刪除的藍(lán)色節(jié)點(diǎn)了，在步驟D中遍歷出來真的刪除掉

十二、性能考慮

主要有兩個(gè)領(lǐng)域?qū)π阅苡杏绊?/p>

第一個(gè)是內(nèi)存占用空間的節(jié)省

另一個(gè)是垃圾回收機(jī)制釋放已泄漏的內(nèi)存耗費(fèi)的時(shí)間增加