php垃圾回收机制

php教程 3月前 0 22

问你gc，你不知道是啥？说明白点，那就是垃圾回收机制了，全称Garbage Collection。

早期版本，准确地说是5.3之前(不包括5.3)的垃圾回收机制，是没有专门的垃圾回收器的。只是简单的判断了一下变量的zval的refcount是否为0，是的话就释放否则不释放直至进程结束。

然而其中隐藏着变量内存溢出的风险，无法回收的内存造成了内存泄漏，所以PHP5.3出现了专门负责清理垃圾数据、防止内存泄漏的GC。

PHP7中复杂类型的引用计数都维护在各个结构体头部的gc中，gc的作用是什么？

答：对垃圾回收的支持

什么是垃圾回收机制

垃圾回收是一种自动的内存管理机制，当一个变量在程序中不在被需要时(没有任何变量指向这个对象时)，应给予以释放，这种内存资源管理称为垃圾回收，这是PHP的 GC 垃圾回收机制，目的是防止内存溢出；

其中一种垃圾回收的方式是使用引用计数，通过对数据存储的物理空间多附加一个计数器空间，当其他数据与相关时，计数器加一，反之相关解除时计数器减一。定期检查各存储对象的计数器，计数器为零的话，则认为对象已经被抛弃而应将其所占物理间回收

引用计数的基本知识

我们要了解GC，那么首先要了解引起垃圾回收的基数是什么。

在php中，每个变量存在一个叫“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，还包括另外两个字节的额外信息。第一个是”is_ref”。第二个是”refcount”。

is_ref是一个布尔类型的值，用来标示这个变量是否属于引用集合。通过这个字节，php引擎才能把普通变量和引用变量区分开来，由于php允许用户通过”&”来使用自定义的引用，所以zval中还有一个内部引用计数机制，来进行优化内存。

refcount用来表示这个zval变量容器的变量的个数。所有符号存在一个符号表当中，每个符号都有作用域。

通俗的讲：

refcount就是多少个变量是一样的用了相同的值，那么refcount就是这个值

is_ref就是当有变量用了&的形式进行赋值，那么is_ref的值就会增加。

循环引用问题

在zend_reference结构体的引用计数减1，但仍然大于0，这时候，后面的结可能会成为垃圾，对此不处理可能会造成内存泄露，垃圾收集器会将这部分可能是垃圾的数据收集到缓冲区，同时加入到root环。

gc_enabled 是否开启gc
gc_active 垃圾回收算法是否运行
gc_full 垃圾缓冲区是否满了，在debug模式下有用
buf 垃圾缓冲区，php7默认大小为10000个节点位置，第0个位置保留，既不会使用
roots： 指向缓冲区中最新加入的可能是垃圾的元素
unused 指向缓冲区中没有使用的位置，在没有启动垃圾回收算法前，指向空
first_unused 指向缓冲区第一个为未使用的位置。新的元素插入缓冲区后，指向会向后移动一位
last_unused 指向缓冲区最后一个位置
to_free 带释放的列表
next_to_free 下一个待释放的列表
gc_runs 记录gc算法运行的次数，当缓冲区满了，才会运行gc算法
collected 记录gc算法回收的垃圾数

垃圾收集器

要求数据类型的数组和对象
没有在缓冲区中存在过
没有被标记过
将其gc_info标记为紫色，且记录其在缓冲区的位置
当缓冲区满了，在收集到新的元素就会触发垃圾回收算法。
引用计数大于0说明它还在其他地方使用，那么先将元素的引用计数减1，如果发现引用计数为0，则说明任何地方都不再使用它，那么它就是垃圾，需要被回收掉，反之说明不是垃圾，需要将其从回收池移出去

垃圾回收算法

对roots环中每个元素进行深度优先遍历，将每个元素中gc_info位紫色的标记元素为灰色，且引用计数减1。
扫描roots环中gc_info为灰色元素，如果发现其引用计数仍旧大于0，说明这个元素还在其他地方使用，那么将其颜色重新标记会黑色，并将其引用计数加1(第一步有减1操作)。如果发现其计数为0，则将其标记为白色，该过程同样为深度优先遍历。
扫描roots环，将gc_info颜色为黑色的元素从roots移除，然后对roots中颜色为白色的元素进行深度优先遍历，将其引用计数加1(在第一步有减1操作),然后将roots链表移动到待释放的列表中(to_free)。
释放to_free来列表的元素。