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PHP垃圾回收機制詳解

來源：程序員人生發布時間：2014-03-29 19:54:59 閱讀次數：2938次

PHP 可以自動進行內存管理,清除不再需要的對象.PHP使用了引用計數(reference counting)這種單純的垃圾回收(garbage collection)機制.每個對象都內含一個引用計數器,每個reference連接到對象,計數器加1.當reference離開生存空間或被設為 NULL,計數器減1.當某個對象的引用計數器為零時,PHP知道你將不再需要使用這個對象,釋放其所占的內存空間.

php 5.3之前使用的垃圾回收機制是單純的“引用計數”,也就是每個內存對象都分配一個計數器,當內存對象被變量引用時,計數器+1；當變量引用撤掉后,計數器-1；當計數器=0時,表明內存對象沒有被使用,該內存對象則進行銷毀,垃圾回收完成.

“引用計數”存在問題,就是當兩個或多個對象互相引用形成環狀后,內存對象的計數器則不會消減為0；這時候,這一組內存對象已經沒用了,但是不能回收,從而導致內存泄露；php5.3開始,使用了新的垃圾回收機制,在引用計數基礎上,實現了一種復雜的算法,來檢測內存對象中引用環的存在,以避免內存泄露.

php變量存在一個叫"zval"的變量容器中,"zval"變量容器包括含變量的類型和值,還包括額外的兩個字節信息,分別是“is_ref”表示變量是否屬于引用,“refcount”指向這個zval變量容器的變量個數.

如果你安裝了xdebug,就可以用xdebug_debug_zval()顯示“zval”的信息了.如下:

$str = "www.111cn.net";
xdebug_debug_zval('str');

結果:

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

string 'phpddt.com' (length=10)

只有當變量容器在”refcount“變成0時就被銷毀.當你unset()一個變量時,想要的“zval”中refcount就會減1,再來說說前幾天遇到的unset引用問題:

實例代碼如下:

$a = "aaa";
$b = & $a;
unset($a);
//echo $b; //這里依然會輸出aaa,用xdebug_debug_zval打印你就知道為什么了
xdebug_debug_zval("b");

結果:

b:(refcount=1, is_ref=0),string 'aaa' (length=3)

繼續說引用計數器問題,對于array和object符合類型情況又不一樣了:

實例代碼如下:

$arr = array( 'a' => 'aaa', 'b' => "bbb" );
xdebug_debug_zval( 'arr' );
$arr['aaa'] = $arr['a'];
xdebug_debug_zval( 'arr' );
?>

結果:

arr:
(refcount=1, is_ref=0),
array
'a' => (refcount=1, is_ref=0),string 'aaa' (length=3)
'b' => (refcount=1, is_ref=0),string 'bbb' (length=3)
arr:
(refcount=1, is_ref=0),
array
'a' => (refcount=2, is_ref=0),string 'aaa' (length=3)
'b' => (refcount=1, is_ref=0),string 'bbb' (length=3)
'aaa' => (refcount=2, is_ref=0),string 'aaa' (length=3)

可以看到看到原有的數組元素和新添加的數組元素關聯到同一個"refcount"2的zval變量容器.這里我也只是起到拋磚引玉的作用.

上面我們只是簡單的使用了unset,null,mysql_close,__destruct,xdebug_debug_zval 接著往下看,查看內存是否泄露,看是否有該釋放的內存沒有被釋放,可以簡單的通過調用 memory_get_usage 函數查看內存使用情況來判斷；memory_get_usage 函數返回的內存使用數據據說不是很準確,可以使用 php 的 xdebug 擴展來獲得更準確翔實的內存使用情況.

實例代碼如下:

class A{
private $b;
function __construct(){
$this->b = new B($this);
}
function __destruct(){
//echo "A destructn";
}
}
class B{
private $a;
function __construct($a){
$this->a = $a;
}
function __destruct(){
//echo "B descturctn";
}
}
for($i=0;;$i++){
$a = new A();
if($i%1000 == 0){
echo memory_get_usage()."n";
}
}
}

上面就構造了一個會產生環狀引用的例子；每次創建一個A對象的實例a,a就創建一個B對象的實例b,同時讓b引用a ；這樣,每個A對象永遠被一個B引用,而每個B對象同時被一個對象A引用；引用環就這樣產生了.

在php5.2的環境下執行這段代碼,會發現內存使用在單調上漲,也沒有A和B的析構函數被執行后輸出的“A/B desctruct”信息；直到內存耗盡,輸出“PHP Fatal error: Allowed memory size of 134217728 bytes exhausted (tried to allocate 40 bytes)”.

在php5.3的環境下執行這段代碼,則發現內存使用在上跳下竄,但是永遠沒有超過一個限額；程序也會輸出大量的“A/B desctruct”,這說明析構函數被調用了.

我的同事的程序中,就存在這種引用的環路,而他的腳本,實在php5.2.3下執行的.simple_html_dom工具中,有兩個類,分別是simple_html_dom和simple_html_dom_node,前者中有一個數組成員變量nodes,數組中每個元素都是一個simple_html_dom_node對象；而每個simple_html_dom_node對象都有一個成員變量dom,該dom的值就是前面的simple_html_dom對象——這樣就形成了一個漂亮的引用環,導致了內存泄露.解決的辦法也很簡單,就是simple_html_dom對象在使用完畢時,主動調用其clear函數,清空其成員變量nodes,環就被打破了,內存泄露也就不會發生了.

3.其他:

1)垃圾回收的時機

Php中,引用計數為0,則內存立刻釋放；也就是說,不存在環狀引用的變量,離開變量的作用域,內存被立刻釋放.

環狀引用檢測則是在滿足一定條件下觸發,所以在上面的例子中,會看到使用的內存有大幅度的波動；也可以通過 gc_collect_cycles 函數來主動進行環狀引用檢測.

2) &符號的影響

顯式引用一個變量,會增加該內存的引用計數:

$a = "something";

$b = &$a;

此時unset($a), 但是仍有$b指向該內存區域的引用,內存不會釋放.

3）unset函數的影響

unset只是斷開一個變量到一塊內存區域的連接,同時將該內存區域的引用計數-1；在上面的例子中,循環體內部,$a=new A(); unset($a);并不會將$a的引用計數減到零；

4）= null 操作的影響；