PHP 5中垃圾回收算法的演化

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PHP是一門保管型言語，在PHP編程中程序員不需求手工處置內(nèi)存資源的分配與開釋(運用C編寫PHP或Zend擴展在外)，這就意味著PHP本身完結(jié)了廢物回收機制(Garbage Collection)。如今假若去PHP官方網(wǎng)站(php.net)可以看到，其時PHP5的兩個分支版別PHP5.2和PHP5.3是分別更新的，這是由于許多項目仍然運用5.2版另外PHP，而5.3版別對5.2并不是完全兼容。PHP5.3在PHP5.2的基礎(chǔ)上做了許多改善，其間廢物回收算法就歸于一個比較大的改動。本文將分別談?wù)揚HP5.2和PHP5.3的廢物回收機制，并談?wù)撨@種演化和改善關(guān)于程序員編寫PHP的影響以及要注重的問題。

　　PHP變量及關(guān)聯(lián)內(nèi)存對象的內(nèi)部標明

　　廢物回收說終究是對變量及其所關(guān)聯(lián)內(nèi)存對象的操作，所以在談?wù)揚HP的廢物回收機制之前，先簡明引見PHP中變量及其內(nèi)存對象的內(nèi)部標明(其C源代碼中的標明)。

　　PHP官方文檔中將PHP中的變量劃分為兩類：標量類型和凌亂類型。標量類型包含布爾型、整型、浮點型和字符串;凌亂類型包含數(shù)組、對象和資源;還有一個NULL比較稀奇，它不劃分為任何類型，而是單獨成為一類。

　　全部這些類型，在PHP內(nèi)部統(tǒng)一用一個叫做zval的結(jié)構(gòu)標明，在PHP源代碼中這個結(jié)構(gòu)名稱為“_zval_struct”。zval的具體定義在PHP源代碼的“Zend/zend.h”文件中，下面是關(guān)聯(lián)代碼的摘錄。

　　typedef union _zvalue_value {

　　long lval; /* long value */

　　double dval; /* double value */

　　struct {

　　char *val;

　　int len;

　　} str;

　　HashTable *ht; /* hash table value */

　　zend_object_value obj;

　　} zvalue_value;

　　struct _zval_struct {

　　/* Variable information */

　　zvalue_value value;

　　/* value */

　　zend_uint refcount__gc;

　　zend_uchar type; /* active type */

　　zend_uchar is_ref__gc;

　　};

　　其間聯(lián)合體“_zvalue_value”用于標明PHP中全部變量的值，這里之所以運用union，是由于一個zval在一個時辰只能標明一種類型的變量?？梢钥吹絖zvalue_value中只需5個字段，可是PHP中算上NULL有8種數(shù)據(jù)類型，那么PHP內(nèi)部是如何用5個字段標明8種類型呢?這算是PHP描繪比較美妙的一個當?shù)?，它始末復用字段達到了減少字段的目的。例如，在PHP內(nèi)部布爾型、整型及資源(只需存儲資源的標識符即可)都是始末lval字段存儲的;dval用于存儲浮點型;str存儲字符串;ht存儲數(shù)組(注重PHP中的數(shù)組其實是哈希表);而obj存儲對象類型;假若全部字段全部置為0或NULL則標明PHP中的NULL，這樣就達到了用5個字段存儲8種類型的值。

　　而其時zval中的value(value的類型就是_zvalue_value)終究標明那種類型，則由“_zval_struct”中的type斷定。_zval_struct就是zval在C言語中的具體完結(jié)，每個zval標明一個變量的內(nèi)存對象。除了value和type，可以看到_zval_struct中還有兩個字段refcount__gc和is_ref__gc，從其后綴就可以斷定這兩個家伙與廢物回收有關(guān)。沒錯，PHP的廢物回收全賴這倆字段了。其間refcount__gc標明其時有幾個變量引用此zval，而is_ref__gc標明其時zval能否被按引用引用，這話聽起來很拗口，這和PHP中zval的“Write-On-Copy”機制有關(guān)，由于這個論題不是本文關(guān)鍵，因此這里不再臚陳，讀者只需記住refcount__gc這個字段的作用即可。

　　PHP5.2中的廢物回收算法——Reference Counting

　　PHP5.2中運用的內(nèi)存回收算法是大名鼎鼎的Reference Counting，這個算法中文翻譯叫做“引用計數(shù)”，其思想非常直觀和簡練：為每個內(nèi)存對象分配一個計數(shù)器，當一個內(nèi)存對象建立時計數(shù)器初始化為1(因此此時總是有一個變量引用此對象)，往后每有一個新變量引用此內(nèi)存對象，則計數(shù)器加1，而每當減少一個引用此內(nèi)存對象的變量則計數(shù)器減1，當廢物回收機制運作的時分，將全部計數(shù)器為0的內(nèi)存對象銷毀并回收其占用的內(nèi)存。而PHP中內(nèi)存對象就是zval，而計數(shù)器就是refcount__gc。

　　例如下面一段PHP代碼演示了PHP5.2計數(shù)器的使命原理(計數(shù)器值始末xdebug得到)：

　　$val1 = 100; //zval(val1).refcount_gc = 1;

　　$val2 = $val1; //zval(val1).refcount_gc = 2,zval(val2).refcount_gc = 2(由所以Write on copy，其時val2與val1一同引用一個zval)

　　$val2 = 200; //zval(val1).refcount_gc = 1,zval(val2).refcount_gc = 1(此處val2新建了一個zval)

　　unset($val1); //zval(val1).refcount_gc = 0($val1引用的zval再也不可用，會被GC回收)

　　?>

　　Reference Counting簡略直觀，完結(jié)便當，但卻存在一個喪身的缺陷，就是簡略構(gòu)成內(nèi)存泄露。許多伴侶可以早年知道到了，假若存在循環(huán)引用，那么Reference Counting就可以引起內(nèi)存泄露。例如下面的代碼：

　　<?php