php 的垃圾回收策略

用户3147702

发布于 2022-06-27 12:56:59

3840

发布于 2022-06-27 12:56:59

文章被收录于专栏：小脑斧科技博客

1. 概述

此前我们了解过 java 和 python 如何管理内存以及运行过程中的垃圾收集。 python 的内存管理与垃圾收集 java 的存活判定与垃圾收集

本篇日志我们来介绍博主另一个比较熟悉的语言 — php 的内存管理方式以及垃圾回收机制。

2. php 变量存储结构

所有的 php 类型在 php 内部都是用一个 zval 结构存储的，下面是 zval 的存储结构 _zval_struct：

typedef union _zvalue_value {  
    long lval;                  /* long value */ 
    double dval;                /* double value */ 
    struct {  
        char *val;  
        int len;  
    } str;  
    HashTable *ht;              /* hash table value */ 
    zend_object_value obj;  
} zvalue_value;  

struct _zval_struct {  
    zvalue_value value;       
    zend_uint refcount__gc;  
    zend_uchar type;    /* active type */ 
    zend_uchar is_ref__gc;  
};

其中联合体“_zvalue_value”用于表示PHP中所有变量的值，这里之所以使用union，是因为一个zval在一个时刻只能表示一种类型的变量。可以看到，_zval_struct 中除了 zvalue_value 类型的变量值和 zend_uchar 类型的变量类型数据以外，还存储了 refcount__gc 和 is_ref__gc 两个字段。 1. is_ref — is_ref 是一个 bool 类型的值，他用来标识该变量是否属于引用集合(reference set) 2. refcount — 引用计数器

2.1. 查看变量完整信息

通过 xdebug_debug_zval 函数可以查看变量的完整信息：

<?php
$a = "new string";
xdebug_debug_zval('a');
?>

打印出了：
a: (refcount=1, is_ref=0)='new string'

3. 引用计数法与循环引用问题

与 python 一样，php 也是通过引用计数法来实现内存的回收的，变量中的 refcount 字段就是为了实现这一目的存在的。当一个对象的引用计数变为 0 时，它被垃圾回收。当然，与 python 已经其他使用引用计数法作为垃圾回收机制的语言一样，PHP 的垃圾回收机制也存在循环引用问题。

下面的例子说明了这一情况：

<?php
$a = array( 'one' );
$a[] =& $a;
xdebug_debug_zval( 'a' );
?>

程序输出了： a: (refcount=2, is_ref=1)=array ( 0 => (refcount=1, is_ref=0)=’one’, 1 => (refcount=2, is_ref=1)=… )

在 php 执行过程中，循环引用的变量的引用计数永远不可能减到0，也就永远不会被引用计数规则的垃圾回收器回收，这样就造成了内存泄漏。

4. 回收周期（Collecting Cycles）

PHP5.3.0 实现了回收周期算法，从而处理了因为循环引用造成的内存泄漏问题。可以通过在配置文件中指定 zend.enable_gc 来修改是否进行该算法的垃圾回收。

这个算法的主要步骤如下： 1. 算法建立了一个根缓冲区，所有的 zval 变量容器都存放在根缓冲区中，如下图紫色部分 2. 当缓冲区满时，垃圾回收器遍历整个根缓冲区，将所有根缓冲区中的变量全部模拟删除 3. 模拟恢复每个已经被模拟删除的变量，原则是只恢复模拟删除后引用计数大于 0 的变量 4. 清除所有在模拟恢复步骤中没有被恢复的变量

由于在对象全部被模拟删除，循环引用的对象的引用计数会相应减少到 0，从而解决了循环引用造成的内存泄漏问题。