详解php内存管理机制与垃圾回收机制

吾爱主题阅读：178 2021-11-17 15:28:00 评论：0

一、内存管理机制

先看一段代码：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 <?php //内存管理机制 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 $a = "laruence" ; var_dump(memory_get_usage()); unset( $a ); var_dump(memory_get_usage()); //输出(在我的个人电脑上, 可能会因为系统,PHP版本,载入的扩展不同而不同): //int 240552 //int 240720 //int 240552

定义变量之后，内存增加，清除变量之后，内存恢复（有些可能不会恢复和以前一样），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。

首先我们要打破一个思维: 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, 有很多我们看不到的内存分配过程.

比如对于:

$a = "laruence";

隐式的内存分配点就有:

为变量名分配内存, 存入符号表
为变量值分配内存

所以, 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来说, 它自身提供了一套和C语言对内存分配相似的内存管理API:　

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

这些API和C的API意义对应, 在PHP内部都是通过这些API来管理内存的.
当我们调用emalloc申请内存的时候, PHP并不是简单的向OS要内存, 而是会像OS要一个大块的内存, 然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, 就不再需要向OS申请内存了, 避免了频繁的系统调用.

比如以下的例子:

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

也就是我们在定义变量$a的时候, PHP并没有向系统申请新内存.同样的, 在我们调用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, 归入自己维护的空闲内存列表. 而对于小块内存来说, 更可能的是, 把它放到内存缓存列表中去

1 2 3 4 5 $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小（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, 对于如下代码:

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

我们定义了100个变量, 然后又按个Unset了他们, 来看看输出:

//int 242104

//int 259768

//int 242920

怎么少了这么多内存?

这是因为对于Hashtable来说, 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, 所以PHP会在初始化的时候, 只是分配一小部分内存块给HashTable, 当不够用的时候再RESIZE扩容。而Hashtable, 只能扩容, 不会减少,

对于上面的例子, 当我们存入100个变量的时候, 符号表不够用了, 做了一次扩容, 而当我们依次unset掉这100个变量以后, 变量占用的内存是释放了(118848 – 104448), 但是符号表并没有缩小, 所以这些少的内存是被符号表本身占去了…

二、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 代表是否有地址引用

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

输出：

a:

将变量a的值赋给变量b，变量b不会立刻去在内存中存储值，而是先指向变量a的值，一直到变量a有任何操作的时候

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

输出：

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

输出：

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

因为程序又操作了变量a，所以变量b会自己申请一块内存将值放进去。
所以变量a的zval容器中refcount会减1变为1，变量c指向a，所以refcount会加1变为2，is_ref变为true

垃圾回收

1.在5.2版本或之前版本，PHP会根据refcount值来判断是不是垃圾

如果refcount值为0，PHP会当做垃圾释放掉

这种回收机制有缺陷，对于环状引用的变量无法回收

环状引用：

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

输出：

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