PHP 垃圾回收机制详解

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PHP的基本GC概念

PHP语言同其他语言一样,具有垃圾回收机制。那么今天我们要为大家讲解的内容就是关于PHP垃圾回收机制的相关问题。希望对大家有所帮助。

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垃圾回收机制(Garbage Collector 简称GC)
在PHP中,没有任何变量指向这个对象时,这个对象就成为垃圾。PHP会将其在内存中销毁;这是PHP的GC垃圾处理机制,防止内存溢出。当一个PHP线程结束时,当前占用的所有内存空间都会被销毁,当前程序中所有对象同时被销毁。GC进程一般都跟着每起一个SESSION而开始运行的.gc目的是为了在session文件过期以后自动销毁删除这些文件.二、__destruct
/unset __destruct() 析构函数,是在垃圾对象被回收时执行。

unset 销毁的是指向对象的变量,而不是这个对象。三、 Session
与PHP垃圾回收机制由于PHP的工作机制,它并没有一个daemon线程来定期的扫描Session信息并判断其是否失效,当一个有效的请求发生时,PHP
会根据全局变量
session.gc_probability和session.gc_divisor的值,来决定是否启用一个GC。
在默认情况下,session.gc_probability=1, session.gc_divisor
=100也就是说有1%的可能性启动GC(也就是说100个请求中只有一个gc会伴随100个中的某个请求而启动).

PHP垃圾回收机制的工作就是扫描所有的Session信息,用当前时间减去session最后修改的时间,同session.gc_maxlifetime参数进行比较,如果生存时间超过gc_maxlifetime(默认24分钟),就将该session删除。

但是,如果你Web服务器有多个站点,多个站点时,GC处理session可能会出现意想不到的结果,原因就是:GC在工作时,并不会区分不同站点的session.那么这个时候怎么解决呢?

  • 修改session.save_path,或使用session_save_path()让每个站点的session保存到一个专用目录,
  • 提供GC的启动率,自然,PHP垃圾回收机制的启动率提高,系统的性能也会相应减低,不推荐。
  • 在代码中判断当前session的生存时间,利用session_destroy()删除。

  今天朋友去面试,回来问了一下怎么样,结果他说一脸懵逼,看来我们平时还是学习的太少了啊。于是比较好奇,果断问了一下都有哪些问题,朋友说第一个问题就是“描述PHP的垃圾回收机制”,我当时听了也是一脸茫然,因为平时我们业务逻辑写的太多,很少去关注这些,但是没办法,既然有人问这个问题,看来还是很有必要了解一下的。于是马上搜了一下,网上资料文章很多,看了几篇后加上自己的一些理解记录一下。

引用计数基本知识

每个php变量存在一个叫做”zval”的变量容器中.一个zval变量容器,除了包含变量的类型和值,还包括两个字节的额外信息.

第一个是”is_ref”,是个bool值,用来标识这个变量是否是属于引用集合(reference
set).通过这个字节,php引擎才能把普通变量和引用变量区分开.由于php允许用户通过使用&来使用自定义引用,zval变量容器中还有一个内部引用计数机制,来优化内存使用.第二个额外字节是”refcount”,用来表示指向这个zval变量容器的变量(也称符号即symbol)个数.

当一个变量被赋常量值时,就会生成一个zval变量容器,如下例所示:

<?php 
  $a = "new string"; 
  ?>

在上例中,新的变量是a,是在当前作用域中生成的.并且生成了类型为string和值为”new
string”的变量容器.在额外的两个字节信息中,”is_ref”被默认设置为false,因为没有任何自定义的引用生成.”refcount”被设定为1,因为这里只有一个变量使用这个变量容器.调用xdebug查看一下变量内容:

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

以上代码会输出:

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

对变量a增加一个引用计数

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

以上代码会输出:

a: (refcount=2, is_ref=0)='new string'

这时,引用次数是2,因为同一变量容器被变量a和变量b关联.当没必要时,php不会去复制已生成的变量容器.变量容器在”refcount”变成0时就被销毁.当任何关联到某个变量容易的变量离开它的作用域(比如:函数执行结束),或者对变量调用了unset()函数,”refcount”就会减1,下面例子就能说明:

<?php 
  $a = "new string"; 
  $b = $c = $a; 
  xdebug_debug_zval('a'); 
  unset($b, $c); 
  xdebug_debug_zval('a'); 
  ?>

以上代码会输出:

a: (refcount=3, is_ref=0)='new string' a: (refcount=1, is_ref=0)='new string'

如果我们现在执行unset($a),$包含的类型和值的这个容器就会从内存删除

  首先看了一下官方手册,只有php5.3版本以后的才有了所谓的新的垃圾回收机制GC,那么以前是怎么干的呢?以前是基于引用计数的方式,这里就需要提一下引用计数的知识,官方手册里面说php的每个变量都是存在一个叫做zval的容器里面,这个容器不仅包含了这个变量的值和类型,还包含了另外两个重要的信息,“is_ref”和“refcount”,“is_ref”看名字就应该知道大概和引用相关,它是一个bool值,如果这个值是true那么代表这是一个引用变量,否则是普通变量。“refcount”指的是有多少个变量指向这个zval容器。

复合类型(compound types)

当考虑像array和object这样的复合类型时,事情会稍微有些复杂.与标量(scalar)类型的值不同,array和object类型的变量把它们的成员或属性存在自己的符号表中.这意味着下面的例子将生成三个zval变量容器

<?php 
      $a = array('meaning' => 'life', 'number' => 42); 
      xdebug_debug_zval('a'); 
  ?>

以上代码输出:

a: (refcount=1, is_ref=0)=array ('meaning' => (refcount=1, is_ref=0)='life', 'number' => (refcount=1, is_ref=0)=42)

这三个zval变量容器是:a,meaning,number.增加和减少refcount的规则和上面提到的一样特例,添加数组本身作为数组元素时:

<?php 
  $a = array('one'); 

  $a[] = &$a; 

  xdebug_debug_zval('a'); 
  ?>

以上代码输出的结果:

a: (refcount=2, is_ref=1)=array (0 => (refcount=1, is_ref=0)='one', 1 => (refcount=2, is_ref=1)=...)

可以看到数组a和数组本身元素a[澳门新葡亰娱乐在线,1]指向的变量容器refcount为2

当对数组$a调用unset函数时,$a的refcount变为1,发生了内存泄漏
清理变量容器的问题。

尽管不再有某个作用域中的任何符号指向这个结构(就是变量容器),由于数组元素”1″仍然指向数组本身,所以这个容器不能被消除.因为没有另外的符号指向它,用户没有办法清除这个结构,结果就会导致内存泄漏.庆幸的是,php将在请求结束时清除这个数据结构,但是php清除前,将耗费不少内存空间。

  比如一个变量$a=”test”,如果我们php安装了xdebug插件并且开启了插件,就可以用xdebug_debug_zval来显示zval里面的值。这里会输出a:(refcount=1,is_ref=0)=“test”,可以看到refcount=1,因为这里有一个变量$a指向了这个zval容器,is_ref=0说明这个存放的是一个普通变量。

回收周期

5.3.0PHP使用了新的同步周期回收算法,来处理上面所说的内存泄漏问题

首先,我们先要建立一些基本规则:

如果一个引用计数增加,它将继续被使用,当然就不再垃圾中.如果引用技术减少到零,所在的变量容器将被清除(free).就是说,仅仅在引用计数减少到非零值时,才会产生垃圾周期(grabage
cycle).其次,在一个垃圾周期中,通过检查引用计数是否减1,并且检查哪些变量容器的引用次数是零,来发现哪部分是垃圾。

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为避免不得不检查所有引用计数可能减少的垃圾周期,这个算法把所有可能根(possible
roots 都是zval变量容器),放在根缓冲区(root
buffer)中(用紫色标记),这样可以同时确保每个可能的垃圾根(possible garbage
root)在缓冲区只出现一次.仅仅在根缓冲区满了时,才对缓冲区内部所有不同的变量容器执行垃圾回收操作。

  如果我们进行一个操作$b=$a呢?按照常规的思路,应该是把$a的值复制一份给$b,然后$b也存放在另一个zval容器中,这个zval容器内容和$a那个一样。真的是这样吗?我们用xdebug_debug_zval先输出$a对应的zval容器值,结果会输出a:(refcount=2,is_ref=0)=”test”,这里refcount变成了2
,说明除了$a还有一个变量指向这个zval容器,那就是$b了啊,这么一来$a和$b指向的是同一个zval容器,那不是修改$b也会影响到$a了?其实不会的,因为当$b或者$a的值改变的时候,这个zval容器的refcount会减一,然后会复制一份让改变值的那个变量指向新的zval容器,这个时候就是我们刚才常规思路想的一样了,有了两个zval容器都是(refcount=1,is_ref=0)只是两个容器的值和类型分别是$a和$b的值和类型。

  那如果是引用赋值$c=&$a呢?这时$a和$c同样也指向同一个zval,即a,c:(refcount=2,is_ref=1)=”test”,这时候不光refcount加一,is_ref也变成了1也就是true,说明这是引用变量,那么改变$a和$c任何一个都会影响另一个的值。我们如果使用unset的话,$a指向的容器的refcount就会减一变成1。如果我们再unset的话,指向的zval容器的refcount就是0了,这个时候说明已经没有变量指向这个容器了,那么php引擎就会从内存中销毁释放这个容器。

  那如果$a是一个数组呢,它指向的zval容器会是怎样的?比如$a=array,xdebug_debug_zval会输出如下的信息:

a: (refcount=1, is_ref=0)=array (   0 => (refcount=1, is_ref=0)='1',   1 => (refcount=1, is_ref=0)='2'
)

  可以看到除了$a本身指向一个zval容器存放外,它的每一个元素也都分别指向一个zval容器,如果我要这样往$a中添加元素会怎样?

$a = array( 'meaning' => 'life', 'number' => 42 );$a['life'] = $a['meaning'];   //这里直接拿官方示例

  这个时候xdebug_debug_zval会输出:
key为’meaning’和’life’的值指向同一个zval容器,refcount=2

a: (refcount=1, is_ref=0)=array (   'meaning' => (refcount=2, is_ref=0)='life',   'number' => (refcount=1, is_ref=0)=42,   'life' => (refcount=2, is_ref=0)='life')

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  如果我们在添加元素的时候,添加的是对数组本身的引用,又会变成什么样?

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

这时会输出:

a: (refcount=2, is_ref=1)=array (   0 => (refcount=1, is_ref=0)='one',   1 => (refcount=2, is_ref=1)=...)

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