对PHP变量的实现方式以及内存管理的梳理

猿哥

发布于 2019-03-13 16:13:45

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发布于 2019-03-13 16:13:45

文章被收录于专栏：Web技术布道师

变量

局部变量 PHP中局部变量分配在zend_execute_data结构上，每次执行zend_op_array都会生成一个新的zend_execute_data 局部变量通过编译时确定的编号进行读写操作

静态变量静态变量只会在编译时初始化，保存在zend_op_array->static_variables 这个哈希表中静态变量通过哈希表保存，这就使得能像普通变量那样有一个固定的编号编译时先判断zend_op_array->static_variables 是否已创建，然后将静态变量插入哈希表

    //zend_compile_static_var_common():
    if (!CG(active_op_array)->static_variables) {
    ALLOC_HASHTABLE(CG(active_op_array)->static_variables);
    zend_hash_init(CG(active_op_array)->static_variables, 8, NULL, ZVAL_P
    TR_DTOR, 0);
    }
    //插入静态变量
    zend_hash_update(CG(active_op_array)->static_variables, Z_STR(var_node.u.
    constant), value);

例如$count与 static_variables["count"]间的关系如图所示

垃圾回收一个是引用计数这个早期就有的基本机制，refcount减到0时，释放变量这里同时也介绍下一个比较通用的写时复制机制，

 $a = 1;     
 $b = $a;     // 这里变量$a 与变量$b 持有的是同一个zend_val    
 $a = 2;     // 这个时候变量$a的值发生了改变，而显然，让$b的值也发生同样的改变是不符合预期的  所以这个时候就会发生zend_val的复制
 //另外一种情况 
 $a = 1; 
 $b = &$a; //当$b只有的是对$a的引用时，这两个变量始终共用同一个zend_val 
 $a = 2; //这时$b的值也为2

循环引用引用计数机制有一个缺陷，就是碰到循环引用时，refcount无法减到0，导致变量无法释放，具体来说就是变量内部的成员引用了变量本身，比如数组中的某个元素指向了数组

 $a = [1];     
 $a[] = &$a;    
 unset($a);

针对这种情况，php引入了垃圾回收器来处理变量是否加入垃圾检查buffer并不是根据zval的类型判断的，而是与前面介绍的是否用到引用计数一样通过 zval.u1.type_flag 记录的，只有包含 IS_TYPE_COLLECTABLE 的变量才会被GC收集

目前垃圾只会出现在array、object两种类型中,只有这两种类型的变量会出现成员引用自身的情况如果当变量的refcount减少后大于0，PHP并不会立即进行对这个变量进行垃圾鉴定，而是放入一个缓冲buffer中，等这个buffer满了以后(10000个值)再统一进行处理，加入buffer的是变量zend_value的 zend_refcounted_h 一个变量只能加入一次buffer，为了防止重复加入，变量加入后会把 zend_refcounted_h.gc_info 置为 GC_PURPLE ，即标为紫色，下次refcount减少时如果发现已经加入过了则不再重复插入。

垃圾缓存区是一个双向链表，等到缓存区满了以后则启动垃圾检查过程：遍历缓存区，再对当前变量的所有成员进行遍历，然后把成员的refcount减1(如果成员还包含子成员则也进行递归遍历，其实就是深度优先的遍历) 最后再检查当前变量的引用，如果减为了0则为垃圾这个算法的原理很简单，垃圾是由于成员引用自身导致的，那么就对所有的成员减一遍引用，结果如果发现变量本身refcount变为了0则就表明其引用全部来自自身成员。