PHP垃圾回收机制详解

PHP 可以自动进行内存管理,清除不再需要的对象.PHP使用了引用计数(reference counting)这种单纯的垃圾回收(garbage collection)机制.每个对象都内含一个引用计数器,每个reference连接到对象,计数器加1.当reference离开生存空间或被设为 NULL,计数器减1.当某个对象的引用计数器为零时,PHP知道你将不再需要使用这个对象,释放其所占的内存空间.

php 5.3之前使用的垃圾回收机制是单纯的“引用计数”,也就是每个内存对象都分配一个计数器,当内存对象被变量引用时,计数器+1；当变量引用撤掉后,计数器-1；当计数器=0时,表明内存对象没有被使用,该内存对象则进行销毁,垃圾回收完成.

“引用计数”存在问题,就是当两个或多个对象互相引用形成环状后,内存对象的计数器则不会消减为0；这时候,这一组内存对象已经没用了,但是不能回收,从而导致内存泄露；php5.3开始,使用了新的垃圾回收机制,在引用计数基础上,实现了一种复杂的算法,来检测内存对象中引用环的存在,以避免内存泄露.

php变量存在一个叫"zval"的变量容器中,"zval"变量容器包括含变量的类型和值,还包括额外的两个字节信息,分别是“is_ref”表示变量是否属于引用,“refcount”指向这个zval变量容器的变量个数.

如果你安装了xdebug,就可以用xdebug_debug_zval()显示“zval”的信息了.如下:

2.  $str = "www.111cn.net"; 
3.  xdebug_debug_zval('str'); 

结果:

str:(refcount=1, is_ref=0),

string 'phpddt.com' (length=10)

只有当变量容器在”refcount“变成0时就被销毁.当你unset()一个变量时,想要的“zval”中refcount就会减1,再来说说前几天遇到的unset引用问题:

实例代码如下:

2.  $a = "aaa"; 
3.  $b = & $a; 
4.  unset($a); 
5.  //echo $b; //这里依然会输出aaa,用xdebug_debug_zval打印你就知道为什么了 
6.  xdebug_debug_zval("b"); 

结果:

1. b:(refcount=1, is_ref=0),string 'aaa' (length=3) 

实例代码如下:

2.  
3.  $arr = array( 'a' => 'aaa', 'b' => "bbb" ); 
4.  xdebug_debug_zval( 'arr' ); 
5.  $arr['aaa'] = $arr['a']; 
6.  xdebug_debug_zval( 'arr' ); 
7. ?> 

结果:

1. arr: 
2.  
3. (refcount=1, is_ref=0), 
4. array 
5.   'a' => (refcount=1, is_ref=0),string 'aaa' (length=3) 
6.   'b' => (refcount=1, is_ref=0),string 'bbb' (length=3) 
7. arr: 
8. (refcount=1, is_ref=0), 
9. array 
10.   'a' => (refcount=2, is_ref=0),string 'aaa' (length=3) 
11.   'b' => (refcount=1, is_ref=0),string 'bbb' (length=3) 
12.   'aaa' => (refcount=2, is_ref=0),string 'aaa' (length=3) 

可以看到看到原有的数组元素和新添加的数组元素关联到同一个"refcount"2的zval变量容器.这里我也只是起到抛砖引玉的作用.

上面我们只是简单的使用了unset,null,mysql_close,__destruct,xdebug_debug_zval 接着往下看,查看内存是否泄露,看是否有该释放的内存没有被释放,可以简单的通过 调用  memory_get_usage  函数查看内存使用情况来判断；memory_get_usage 函数返回的内存使用数据据说不是很准确,可以使用  php 的 xdebug 扩展来获得更准确翔实的内存使用情况.

实例代码如下:

1. class A{ 
2.     private $b; 
3.     function __construct(){ 
4.         $this->b = new B($this); 
5.     } 
6.     function __destruct(){ 
7.         //echo "A destructn"; 
8.     } 
9. } 
10. class B{ 
11.     private $a; 
12.     function __construct($a){ 
13.         $this->a = $a; 
14.     } 
15.     function __destruct(){ 
16.         //echo "B descturctn"; 
17.     } 
18. } 
19. for($i=0;;$i++){ 
20.     $a = new A(); 
21.     if($i%1000 == 0){ 
22.         echo memory_get_usage()."n"; 
23.     } 
24. } 
25. } 

上面就构造了一个会产生环状引用的例子；每次创建一个A对象的实例a,a就创建一个B对象的实例b,同时让b引用a ；这样,每个A对象永远被一个B引用,而每个B对象同时被一个对象A引用；引用环就这样产生了.

在php5.2的环境下执行这段代码,会发现内存使用在单调上涨,也没有A和B的析构函数被执行后输出的“A/B desctruct”信息；直到内存耗尽,输出“PHP Fatal error:  Allowed memory size of 134217728 bytes exhausted (tried to allocate 40 bytes)”.

在php5.3的环境下执行这段代码,则发现内存使用在上跳下窜,但是永远没有超过一个限额；程序也会输出大量的“A/B desctruct”,这说明析构函数被调用了.

我的同事的程序中,就存在这种引用的环路,而他的脚本,实在php5.2.3下执行的.simple_html_dom工具中,有两个类,分别是simple_html_dom和simple_html_dom_node,前者中有一个数组成员变量nodes,数组中每个元素都是一个simple_html_dom_node对象；而每个simple_html_dom_node对象都有一个成员变量dom,该dom的值就是前面的simple_html_dom对象——这样就形成了一个漂亮的引用环,导致了内存泄露.解决的办法也很简单,就是simple_html_dom对象在使用完毕时,主动调用其clear函数,清空其成员变量nodes,环就被打破了,内存泄露也就不会发生了.

3.其他:

1)垃圾回收的时机

Php中,引用计数为0,则内存立刻释放；也就是说,不存在环状引用的变量,离开变量的作用域,内存被立刻释放.

环状引用检测则是在满足一定条件下触发,所以在上面的例子中,会看到使用的内存有大幅度的波动；也可以通过 gc_collect_cycles 函数来主动进行环状引用检测.

2) &符号的影响

显式引用一个变量,会增加该内存的引用计数:

此时unset($a), 但是仍有$b指向该内存区域的引用,内存不会释放.

3）unset函数的影响

unset只是断开一个变量到一块内存区域的连接,同时将该内存区域的引用计数-1；在上面的例子中,循环体内部,$a=new A(); unset($a);并不会将$a的引用计数减到零；

4）= null 操作的影响；

$a = null 是直接将$a 指向的数据结构置空,同时将其引用计数归0.

5）脚本执行结束的影响