php内存管理机制与垃圾回收机制

1、内存管理机制

先看一段代码：

 1 <?php
 2 //内存管理机制
 3 var_dump(memory_get_usage());//获取内存方法，加上true返回实际内存，不加则返回表现内存
 4 $a = "laruence";
 5 var_dump(memory_get_usage());
 6 unset($a);
 7 var_dump(memory_get_usage());
 8 //输出(在个人我的电脑上, 可能会由于系统,PHP版本,载入的扩展不一样而不一样):
 9 //int 240552
10 //int 240720
11 //int 240552

 

定义变量以后，内存增长，清除变量以后，内存恢复（有些可能不会恢复和之前同样），好像定义变量时申请了一次内存，其实不是这样的，php会预先申请一块内存，不会每次定义变量就申请内存。

首先咱们要打破一个思惟: PHP不像C语言那样, 只有你显示的调用内存分配相关API才会有内存的分配. 也就是说, 在PHP中, 有不少咱们看不到的内存分配过程.
好比对于:
$a = "laruence";
隐式的内存分配点就有:
1.1. 为变量名分配内存, 存入符号表
2.2. 为变量值分配内存
因此, 不能只看表象.
第二, 别怀疑,PHP的unset确实会释放内存, 但这个释放不是C编程意义上的释放, 不是交回给OS.
对于PHP来讲, 它自身提供了一套和C语言对内存分配类似的内存管理API:　

1 emalloc(size_t size);
2 efree(void *ptr);
3 ecalloc(size_t nmemb, size_t size);
4 erealloc(void *ptr, size_t size);
5 estrdup(const char *s);
6 estrndup(const char *s, unsigned int length);

 

这些API和C的API意义对应, 在PHP内部都是经过这些API来管理内存的.
当咱们调用emalloc申请内存的时候, PHP并非简单的向OS要内存, 而是会像OS要一个大块的内存, 而后把其中的一块分配给申请者, 这样当再有逻辑来申请内存的时候, 就再也不须要向OS申请内存了, 避免了频繁的系统调用.

好比如下的例子:

1 var_dump(memory_get_usage(true));//注意获取的是real_size
2 $a = "laruence";
3 var_dump(memory_get_usage(true));
4 unset($a);
5 var_dump(memory_get_usage(true));
6 //输出
7 //int 262144
8 //int 262144
9 //int 262144

 

也就是咱们在定义变量$a的时候, PHP并无向系统申请新内存.一样的, 在咱们调用efree释放内存的时候, PHP也不会把内存还给OS, 而会把这块内存, 纳入本身维护的空闲内存列表. 而对于小块内存来讲, 更可能的是, 把它放到内存缓存列表中去

$a = "hello";
//定义变量时，存储两个方面：
//1.变量名，存储在符号表
//2.变量值存储在内存空间
//3.在删除变量的时候，会将变量值存储的空间释放，而变量名所在的符号表不会减少（只增不减）

只增不减的数组
Hashtable是PHP的核心结构, 数组也是用她来表示的, 而符号表也是一种关联数组, 对于以下代码:

 1 var_dump(memory_get_usage());
 2 for($i=0;$i<100;$i++)
 3 {
 4     $a = "test".$i;
 5     $$a = "hello";    
 6 }
 7 var_dump(memory_get_usage());
 8 for($i=0;$i<100;$i++)
 9 {
10     $a = "test".$i;
11     unset($$a);    
12 }
13 var_dump(memory_get_usage());

 

咱们定义了100个变量, 而后又按个Unset了他们, 来看看输出:

//int 242104
//int 259768
//int 242920

 

怎么少了这么多内存?
这是由于对于Hashtable来讲, 定义它的时候, 不可能一次性分配足够多的内存块, 来保存未知个数的元素, 因此PHP会在初始化的时候, 只是分配一小部份内存块给HashTable, 当不够用的时候再RESIZE扩容。而Hashtable, 只能扩容, 不会减小,

对于上面的例子, 当咱们存入100个变量的时候, 符号表不够用了, 作了一次扩容, 而当咱们依次unset掉这100个变量之后, 变量占用的内存是释放了(118848 – 104448), 可是符号表并无缩小, 因此这些少的内存是被符号表自己占去了…

 

2、垃圾回收机制

PHP变量存储在一个zval容器里面的
1.变量类型

2. 变量值

3. is_ref 表明是否有地址引用

4. refcount 指向该值的变量数量

变量赋值的时候：is_ref为false， refcount为1

1 $a = 1;
2 xdebug_debug_zval('a');
3 echo PHP_EOL;//换行符，提升代码的源代码级可移植性

 

输出：

a:

1 (refcount=1, is_ref=0),
2 int 1

 

将变量a的值赋给变量b，变量b不会马上去在内存中存储值，而是先指向变量a的值，一直到变量a有任何操做的时候

1 $b = $a;
2 xdebug_debug_zval('a');
3 echo PHP_EOL;

 

输出：

 1 a:
 2 
 3 (refcount=2, is_ref=0),
 4 int
 5 
 6  1
 7 
 8 $c = &$a;
 9 xdebug_debug_zval('a');
10 echo PHP_EOL;
11 
12 xdebug_debug_zval('b');
13 echo PHP_EOL;

 

输出：

 1 a:
 2 
 3 (refcount=2, is_ref=1),
 4 int
 5 
 6  1
 7 b:
 8 
 9 (refcount=1, is_ref=0),
10 int
11 
12  1

 

由于程序又操做了变量a，因此变量b会本身申请一块内存将值放进去。
因此变量a的zval容器中refcount会减1变为1，变量c指向a，因此refcount会加1变为2，is_ref变为true

垃圾回收
1.在5.2版本或以前版本，PHP会根据refcount值来判断是否是垃圾
若是refcount值为0，PHP会当作垃圾释放掉
这种回收机制有缺陷，对于环状引用的变量没法回收

环状引用：

1 $attr = array("hello");
2 $attr[]= &$attr;
3 
4 xdebug_debug_zval('attr');
5 echo PHP_EOL;

 

输出：

 1 attr:
 2 
 3 (refcount=2, is_ref=1),
 4 array (size=2)
 5   0 => (refcount=1, is_ref=0),
 6 string
 7 
 8  'hello' (length=5)
 9   1 => (refcount=2, is_ref=1),
10     &array

 

2.在5.3以后版本改进了垃圾回收机制若是发现一个zval容器中的refcount在增长，说明不是垃圾若是发现一个zval容器中的refcount在减小，若是减到了0，直接当作垃圾回收若是发现一个zval容器中的refcount在减小，并无减到0，PHP会把该值放到缓冲区，当作有多是垃圾的怀疑对象当缓冲区达到临界值，PHP会自动调用一个方法取遍历每个值，若是发现是垃圾就清理