在php中的变量占用的空间,是不需要我们手动回收的。内核帮我们处理了这一部分的工作。相比C,这大大方便了我们的操作。本篇主要讲解 变量的 GC机制
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在了解我们 php GC 时,我觉得我有必要介绍一下们的 php 的变量在底层的实现。
zval 的结构
// php 变量对于的c结构体 struct _zval_struct { zend_value value; union { …… } u1; union { …… } u2; };
由于主要讲垃圾回收,所以在这里简单介绍下 u1 u2 联合体的功能u1
结构比较复杂,我认为主要是用于识别变量类型u2
这里面大多都是辅助字段,变量内部功能的实现、提升缓存友好性等等
接下来是我们的主角
zend_value
它也是结构体中内嵌的一个联合体
typedef union _zend_value { zend_long lval;//整形 double dval;//浮点型 zend_refcounted *counted;//获取不同类型的gc头部 zend_string *str;//string字符串 zend_array *arr;//数组 zend_object *obj;//对象 zend_resource *res;//资源 zend_reference *ref;//是否是引用类型 // 忽略下面的结构,与我们讨论无关 zend_ast_ref *ast; zval *zv; void *ptr; zend_class_entry *ce; zend_function *func; struct { ZEND_ENDIAN_LOHI( uint32_t w1, uint32_t w2) } ww; } zend_value;
在 zval
的 value中就记录了引用计数zend_refcounted *counted
这个类型,我们的垃圾回收机制也是基于此的。
typedef struct _zend_refcounted_h { uint32_t refcount; /* reference counter 32-bit */ union { struct { ZEND_ENDIAN_LOHI_3( zend_uchar type, zend_uchar flags, /* used for strings & objects */ uint16_t gc_info) /* keeps GC root number (or 0) and color */ } v; uint32_t type_info; } u; } zend_refcounted_h;
所有的复杂类型的定义, 开始的时候都是zend_refcounted_h
结构, 这个结构里除了引用计数以外, 还有GC相关的结构. 从而在做GC回收的时候, GC不需要关心具体类型是什么, 所有的它都可以当做zend_refcounted*
结构来处理.
#变量的自动回收
在php中 除了 array
和object
类型的变量,其余大部分是自动回收
php 普通变量的回收和 该变量的引用次数有关。
官方的例子
$a = 1; $b = $a; xdebug_debug_zval('a'); $a =10; xdebug_debug_zval('a'); unset($a); xdebug_debug_zval('a');
结果
a: (refcount=2, is_ref=0),int 1 a: (refcount=1, is_ref=0),int 10 a: no such symbol
可以看到 当$a =10
的时候 涉及到 php的COW(copy-on-write)机制,$b 会复制一份原先的 $a ,解除了他们之间的引用关系,所以a的引用次数(refcount)减少为1。
然后我们uset($a)之后 a的引用次数变为0。这就会被认为是垃圾变量,释放空间。
在举一个例子
$a = [1]; $a[1] = &$a; unset($a);
在 unset($a) 之前 $a 的类型为引用类型
a: (refcount=2, is_ref=1), array (size=2) 0 => (refcount=1, is_ref=0),int 1 1 => (refcount=2, is_ref=1), &array<
unset($a) 之后,就变成这样
这时候,我们unset
操作时refcount 由2变为1,因为有内部引用指向 $a,所以在外部 其所占用的空间并不会被销毁。
然后我们的外部引用已经被中断了,我们也不能使用它。它就成了一个“孤儿”,在c语言中叫做野指针。在php中叫做循环引用。内存泄漏。想要销毁变量的话,只能等 php脚本结束。
循环引用造成的内存泄漏
为了清理这些垃圾,引入了两个准则
循环引用基本上只会出现在 数组和对象中,对象是因为它的本身就是引用
object和array的回收过程
php7的垃圾回收包含两个部分,一个是垃圾收集器,一个是垃圾回收算法。
垃圾收集器,把刚刚提到的,可能是垃圾的元素收集到回收池中 也就是把变量的 zend_refcount>0
的变量 放在回收池中。 当回收池的值达到一定额度了,会进行统一遍历处理。进行模拟删除,如果zend_refcount=0
那就认为是垃圾,直接删除它。
遍历回收池中的每一个变量,根据每一个变量,再遍历每一个成员,如果成员还有嵌套的话继续遍历。然后把所有成员的 做模拟的 refcount -1。如果此时外部的变量的 引用次数为 0 。那么可以视为垃圾,清楚。如果大于0,那么恢复引用次数,并从垃圾回收池中取出。
垃圾回收的原理
如果你这个变量不是垃圾,那么它的所有成员变量的引用减一之后,必然不会是总变量的引用为0。
例子
说的比较死,不如举个例子。刚刷 sf.gg 的时候看到一道关于 GC 的题,我回答了一波。关于GC垃圾回收机制
题目如下
//我的回答 1、只要zval.value的refcount减一,然后缺其refcount的值不为0那么它就可能是垃圾,进入垃圾周期。 2、进入垃圾池遍历所有成员,包括其嵌套的成员,都对其做 refcount-1的操作,看外部的引用是否为0。 那么对于 题主的问题来说, 首先,你要想$a为垃圾,一定要先对 unset($a)操作,那么此时 $a的 refcount = 2 对于$a[0] refcount-1 不影响外部的$a, $a[1] refcount-1 ,此时 $a的 refount=1 $a[2] refcount-1 ,此时 $a 的 refount=0 模拟减结束,那么此变量被当成垃圾回收。
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