php中怎么实现内存管理机制与垃圾回收机制

php中怎么实现内存管理机制与垃圾回收机制，针对这个问题，这篇文章详细介绍了相对应的分析和解答，希望可以帮助更多想解决这个问题的小伙伴找到更简单易行的方法。

一、内存管理机制

先看一段代码：

<?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:
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
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:　

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:

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

$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:

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

$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:

(refcount=1, is_ref=0),
int

 1

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

$b = $a;
xdebug_debug_zval('a');
echo PHP_EOL;

输出：

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：

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：

$attr = array("hello");
$attr[]= &$attr;

xdebug_debug_zval('attr');
echo PHP_EOL;

输出：

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

2.在5.3之后版本改进了垃圾回收机制
如果发现一个zval容器中的refcount在增加，说明不是垃圾
如果发现一个zval容器中的refcount在减少，如果减到了0，直接当做垃圾回收
如果发现一个zval容器中的refcount在减少，并没有减到0，PHP会把该值放到缓冲区，当做有可能是垃圾的怀疑对象
当缓冲区达到临界值，PHP会自动调用一个方法取遍历每一个值，如果发现是垃圾就清理

关于php中怎么实现内存管理机制与垃圾回收机制问题的解答就分享到这里了，希望以上内容可以对大家有一定的帮助，如果你还有很多疑惑没有解开，可以关注亿速云行业资讯频道了解更多相关知识。