PHP7垃圾收集机制分析

垃圾收集机制

垃圾收集机制是一种动态存储分配方案。它自动释放程序不再需要的已分配内存块。自动回收内存的过程称为垃圾回收。垃圾收集机制可以让程序员不太关注程序内存分配，从而将更多精力投入到业务逻辑上。在流行的语言中，垃圾收集机制是新一代语言的共同特征。

垃圾的产生

在PHP7中复杂类型的数据结构中，如字符串、数组、对象等。标头中有一个gc，用于支持垃圾收集。当一个变量被赋值和传递时，它将增加引用值的数量。取消设置、返回等。释放变量时将减去参考数字。减去后，如果refcount变为0，将直接释放该值，这是变量的基本回收过程。

但是，有一个问题是这种机制无法解决的，那就是循环引用的问题。

什么是循环引用？简单来说，变量中存储的值是指变量本身。这种比较经常发生在数组和对象类型的变量上。

先说引用，也就是zend_reference，这是PHP7中一个新的变量类型。当您对变量使用“”操作时，您将创建一个新的中间结构zend_reference，它将真正指向相应的值结构。

例如：

//$a='hello '执行以下赋值操作时；//$ a-Zend _ string $ b=$ a；//$b，$ a-Zend _ string $ c=$ b；//$c，$b - zval(类型=IS_REFERENCE，refcount=2) - zend_string

最终会变成这样：

也就是说，$b和$c的zval通过中间结构zend_reference指向最终的zend_string。

回到循环引用的问题，举一个数组循环引用的例子：

$ arr=[1]；$ a[]=$ a；联合国索赔集(美元);使用该操作后，变量A变成引用类型，引用计数refcount为2，赋给自身内部的元素，即变量A变成自身引用自身。

详情如下：

取消设置后，它会变成这样：

也就是说$a所在的zval类型已经改为IS_UNDEF，zend_reference结构的引用计数减少1，但仍然大于0。这时，这部分结构就变成了垃圾，如果不处理，可能会造成内存泄漏。在这里，我们需要垃圾收集器将这一部分收集到缓冲区中，然后回收它。

恢复过程

如果一个变量缩减后的refcount大于0，PHP不会立即识别并回收这个变量，而是放入一个缓冲区，当缓冲区满了(10，000个值)后，会统一处理。变量zend_value中的gc被添加到缓冲区中。目前垃圾只出现在数组和对象两种类型。上面已经描述了阵列的情况。对象的情况是由引用对象本身的成员属性引起的，其他类型不会有这个变量中的成员引用变量本身的情况，所以垃圾收集只会处理这两类变量。

gc结构zend_refcounted_h如下：

typedef struct _ Zend _ ref count _ h { uint 32 _ t ref count；//记录Zend _ value union { struct { Zend _ uchart type，//Zend _ value type，与zval.u1.type，Zend _ ucharflags，uint16 _ tgc _ info//gc信息一致的引用号，记录gc池中的位置和颜色，垃圾收集时使用} v；uint32 _ t type _ info} u；} Zend _ ref count _ h；一个变量只能添加到缓冲区一次。为了防止重复添加，变量添加后zend _ refcounted _ h.gc _ info将被设置为GC _紫色，即标记为紫色，后续的插入不会重复。

垃圾缓冲区是一个双向链表。当缓冲区已满时，垃圾检查过程开始：遍历缓冲区，遍历当前变量的所有成员，然后将成员的refcount减少1(如果成员也包含子成员，则递归遍历，即深度优先遍历)，最后检查当前变量的引用。如果降为0，就是垃圾。这个算法的原理核心是：垃圾是成员引用自己造成的，所以引用中减去所有成员。如果最后发现变量本身的refcount变成了0，说明它所有的引用都来自于自己的成员，也就是说其他地方不再使用，所以是垃圾，需要回收。相反，这意味着它不是垃圾，需要从缓冲区中移除。具体流程如下：

(1)从缓冲链表的根遍历，将当前值标记为gray(Zend _ ref count _ h . GC _ info标记为GC_GREY)，然后先深度遍历当前值的成员，将成员值的refcount减1，标记为gray；

(2)反复遍历缓冲区链表，检查当前值引用是否为0，如果为0则表示真的是垃圾，标记为WHITE(GC _ WHITE)；如果不是0，则排除了所有引用都来自其自身成员的可能性，表示存在外部引用，而不是垃圾。此时，因为步骤(1)中成员的refcount减少了1，所以需要再次恢复，并且所有成员都被深度遍历以进行refcount

(3)再次遍历缓冲区链表，将非GC_WHITE节点移出根链表(移至待释放的列表)，最后所有的根链表都是真正的垃圾，最后清除垃圾。

摘要

以上是边肖介绍的PHP7的垃圾收集机制，希望对大家有所帮助。如果你有任何问题，请给我留言，边肖会及时回复你。非常感谢您对我们网站的支持！如果你觉得这篇文章对你有帮助，请转载，请注明出处，谢谢！