PHP 垃圾回收機制詳解

前言：以前對PHP的GC只是瞭解了個大概，此次詳細瞭解下PHP的垃圾回收機制（GC）。
　　  介於網上大部分都是PHP5.X的GC，雖然 php5 到 php7 GC部分作出的改動較小，但我以爲仍是一塊兒寫下來比較好

 

1、原理

php5和php7的垃圾回收機制都是利用引用計數

 

2、php5和php7不一樣點

一、PHP5標量數據類型會計數，PHP7標量數據類型再也不計數，不須要單獨分配內存
二、PHP7的zval 須要的內存再也不是單獨從堆上分配，再也不本身存儲引用計數。
三、PHP7的複雜數據類型（好比數組和對象）的引用計數由其自身來存儲。

 

3、變量在zval的變量容器中結構

zval中，除了存儲變量的類型和值以外，還有is_ref字段和refcount字段 一、is_ref：是個bool值，用來區分變量是否屬於引用集合。 二、refcount：計數器，表示指向這個zval變量容器的變量個數。 

 

4、PHP5.3標量在zval容器例子

 注意：php5.3中將一個變量 = 賦值給另外一個變量時，不會當即爲新變量分配內存空間，而是在原變量的zval中給refcount加1。 只有當原變量或者發生改變時，纔會爲新變量分配內存空間，同時原變量的refcount減 1 。固然，若是unset原變量，新變量直接就使用原變量的zval而不是從新分配。&引用賦值時，原變量的is_ref  加1.  若是給一個變量&賦值，以前 = 賦值的變量會分配空間。

<?php $a = 1; xdebug_debug_zval('a'); echo PHP_EOL; $b = $a; xdebug_debug_zval('a'); echo PHP_EOL; $c = &$a; xdebug_debug_zval('a'); echo PHP_EOL; xdebug_debug_zval('b'); echo PHP_EOL;

結果以下：

a:(refcount=1, is_ref=0),int 1

a:(refcount=2, is_ref=0),int 1

a:(refcount=2, is_ref=1),int 1

b:(refcount=1, is_ref=0),int 1

 

 

5、PHP7.X 標量在zval容器例子

<?php $a = 1; xdebug_debug_zval('a'); echo PHP_EOL; $b = $a; xdebug_debug_zval('a');

結果以下：能夠看到標量（布爾，字符串，整形，浮點型）再也不計數了

6、PHP5.3複合類型數組和對象在zval容器例子

<?php $a = array( 'meaning' => 'life', 'number' => 42 ); xdebug_debug_zval( 'a' ); echo PHP_EOL; class Test{ public $a = 1; public $b = 2; function handle(){ echo 'hehe'; } } $test = new Test(); xdebug_debug_zval('test');

結果以下：能夠看出，數組用了比數組長度多1個zval存儲。數組分配了三個zval容器：a   meaning  number

a:(refcount=1, is_ref=0),

array
  'meaning' => (refcount=1, is_ref=0),

string

'life' (length=4)

  'number' => (refcount=1, is_ref=0),

int

 42

test:(refcount=1, is_ref=0),

object(Test)[1]
  public 'a' => (refcount=2, is_ref=0),

int

 1

  public 'b' => (refcount=2, is_ref=0),

int

2

 

7、PHP7.X複合類型數組和對象在zval容器例子

<?php $a = array( 'meaning' => 'life', 'number' => 42 ); xdebug_debug_zval( 'a' ); echo PHP_EOL; class Test{ public $a = 1; public $b = 2; function handle(){ echo 'hehe'; } } $test = new Test(); xdebug_debug_zval('test');

結果以下：能夠明顯的看到數組a的refcount=2，後經測試發現數組的refcount都是從2開始的

8、循環引用問題

　　一、PHP7.1效果

<?php

$a = array('life');
xdebug_debug_zval( 'a' );
echo PHP_EOL;
$a[] = &$a;
xdebug_debug_zval('a');

能夠看到，箭頭方向表示的就是遞歸循環引用了

　　二、再看看5.3的效果

 　　

說明：在5.2及更早版本的PHP中，沒有專門的垃圾回收器GC（Garbage Collection），引擎在判斷一個變量空間是否可以被釋放的時候是依據這個變量的zval的refcount的值，
　　　若是refcount爲0，那麼變量的空間能夠被釋放，不然就不釋放，這是一種很是簡單的GC實現。如今unset ($a),那麼array的refcount減1變爲1.如今無任何變量指向這個zval，
　　　並且這個zval的計數器爲1，不會回收。

結果：儘管再也不有某個做用域中的任何符號指向這個結構(就是變量容器)，因爲子元素「1」仍然指向數組自己，因此這個容器不能被清除 。
　　　由於沒有另外的符號指向它，用戶沒有辦法清除這個結構，結果就會致使內存泄漏。

在php5.3的GC中，針對的垃圾作了以下說明： 1：若是一個zval的refcount增長，那麼此zval還在使用，確定不是垃圾，不會進入緩衝區 2：若是一個zval的refcount減小到0， 那麼zval會被當即釋放掉，不屬於GC要處理的垃圾對象，不會進入緩衝區。 3：若是一個zval的refcount減小以後大於0，那麼此zval還不能被釋放，此zval可能成爲一個垃圾，將其放入緩衝區。PHP5.3中的GC針對的就是這種zval進行的處理。

開啓/關閉：垃圾回收機制能夠經過修改php配置實現，也能夠在程序中使用gc_enable() 和 gc_disable()開啓和關閉。

 

9、垃圾回收算法

一、對每一個根緩衝區中的根zval按照深度優先遍歷算法遍歷全部能遍歷到的zval，並將每一個zval的refcount減1，同時爲了不對同一zval屢次減1(由於可能不一樣的根能遍歷到同一個zval)，
　　每次對某個zval減1後就對其標記爲「已減」。

二、再次對每一個緩衝區中的根zval深度優先遍歷，若是某個zval的refcount不爲0，則對其加1，不然保持其爲0。

三、清空根緩衝區中的全部根(注意是把這些zval從緩衝區中清除而不是銷燬它們)，而後銷燬全部refcount爲0的zval，並收回其內存。

若是不能徹底理解也沒有關係，只需記住PHP5.3的垃圾回收算法有如下幾點特性：

一、並非每次refcount減小時都進入回收週期，只有根緩衝區滿額後在開始垃圾回收。

二、能夠解決循環引用問題。

三、能夠總將內存泄露保持在一個閾值如下。

 以上就是所有內容了