Was bedeutet gc in PHP?

In PHP lautet der vollständige Name von gc „Garbage Collection“, was auf Chinesisch „Garbage Collection“ bedeutet. Es handelt sich um einen dynamischen Speicherverwaltungsmechanismus, der zugewiesene Speicherblöcke automatisch freigibt, die vom Programm nicht mehr benötigt werden. Der GC-Mechanismus ermöglicht es Programmierern, sich nicht zu viele Gedanken über die Programmspeicherzuweisung zu machen, sodass sie mehr Energie für die Geschäftslogik verwenden können.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, PHP-Version 7.1, DELL G3-Computer

In PHP lautet der vollständige Name von gc „Garbage Collection“, was auf Chinesisch „Garbage Collection“ bedeutet. und ist eine Art dynamischer Speicherverwaltungsmechanismus.

Der Garbage-Collection-Mechanismus (GC) gibt zugewiesene Speicherblöcke automatisch frei, die vom Programm nicht mehr benötigt werden. Der Prozess der automatischen Speicherrückgewinnung wird Garbage Collection genannt.

Der Garbage-Collection-Mechanismus (GC) ermöglicht es Programmierern, sich nicht zu viele Gedanken über die Programmspeicherzuweisung zu machen, sodass sie mehr Energie in die Geschäftslogik investieren können.

Unter den verschiedenen heute beliebten Sprachen ist der Garbage-Collection-Mechanismus ein gemeinsames Merkmal der neuen Sprachgeneration.

Erzeugung von Müll

Komplexe Typen in PHP7, wie Strings, Arrays, Objekte usw., haben einen GC im Header. Die Funktion dieses GC besteht darin, die Garbage Collection zu unterstützen. Wenn eine Variable zugewiesen oder übertragen wird, wird die Referenznummer des Werts erhöht. Wenn die Variable durch Unset, Return usw. freigegeben wird, wird die Referenznummer subtrahiert. Wenn festgestellt wird, dass der Refcount 0 wird Der Wert wird direkt freigegeben. Dies ist der grundlegende Recyclingprozess von Variablen.

Es gibt jedoch ein Problem, das dieser Mechanismus nicht lösen kann, nämlich das Problem der Zirkelverweise.

Was ist ein Zirkelverweis? Einfach ausgedrückt bezieht sich der in der Variablen gespeicherte Wert auf die Variable selbst. Dieser Vergleich erfolgt häufig bei Variablen vom Typ Array und Objekt.

Lassen Sie uns zuerst über Referenzen sprechen, das heißt, den Typ zend_reference. Dies ist ein neuer Variablentyp in PHP7. Wenn die Operation „&“ für eine Variable verwendet wird, wird tatsächlich eine neue Zwischenstruktur erstellt auf den entsprechenden Wert.

Zum Beispiel:

// 当进行如下赋值操作时
$a = 'hello'; // $a -> zend_string
$b = $a; // $b,$a -> zend_string
$c = &$b; // $c,$b -> zval(type = IS_REFERENCE, refcount = 2) -> zend_string

wird schließlich so aussehen:

Das heißt, der Zval von $b und $c zeigt über die Zwischenstruktur zend_reference auf den endgültigen zend_string.

Zurück zum Problem der Zirkelverweise, hier ist ein Beispiel für Array-Zirkelverweise:

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

Nach der Verwendung der &-Operation wird die Variable a zu einem Referenztyp und der Referenzzähler refcount ist 2 und wird seinem eigenen zugewiesen Elemente, also Variablen a, werden selbstreferenzierend.

Die Details sind wie folgt:

Nach dem Deaktivieren sieht es wie im Bild unten aus:

Das heißt, der Zval-Typ, in dem sich $a befindet, ist zu IS_UNDEF geworden, und der Referenzzähler von Die zend_reference-Struktur wird um 1 reduziert, ist aber immer noch größer als 0. Zu diesem Zeitpunkt wird dieser Teil der Struktur zu Müll. Wenn dies nicht verarbeitet wird, kann es zu einem Speicherverlust kommen. Hier benötigen Sie den Garbage Collector, um diesen Teil im Puffer zu sammeln und ihn dann zu recyceln.

Recycling-Prozess

Wenn der Refcount einer Variablen nach der Reduzierung größer als 0 ist, führt PHP nicht sofort eine Müllerkennung und -recycling für diese Variable durch, sondern legt sie in einen Puffer, bis der Puffer voll ist (10000). Werte) werden dann einheitlich zum Puffer hinzugefügt. Derzeit wird Müll nur in zwei Typen angezeigt: Arrays und Objekte Aufgrund des Objekts selbst verweisen andere Typen in solchen Variablen nicht auf die Variablen selbst, sodass die Garbage Collection nur diese beiden Variablentypen verarbeitet.

gc Die Struktur von zend_refcounted_h ist wie folgt:

typedef struct _zend_refcounted_h {
    uint32_t         refcount; // 记录 zend_value 的引用数
    union {
        struct {
            zend_uchar    type,  // zend_value的类型, 与zval.u1.type一致
            zend_uchar    flags, 
            uint16_t      gc_info // GC信息，记录在 gc 池中的位置和颜色，垃圾回收的过程会用到
        } v;
        uint32_t type_info;
    } u;
} zend_refcounted_h;

Eine Variable kann nur einmal zum Puffer hinzugefügt werden. Um wiederholte Hinzufügungen zu verhindern, wird zend_refcounted_h.gc_info nach dem Hinzufügen der Variablen auf GC_PURPLE gesetzt, was lila markiert ist , und wird in Zukunft nicht mehr wiederholt eingefügt.

Der Garbage-Puffer ist eine doppelt verknüpfte Liste. Wenn der Puffer voll ist, wird der Garbage-Check-Prozess gestartet: Durchlaufen Sie den Puffer, durchlaufen Sie alle Mitglieder der aktuellen Variablen und reduzieren Sie dann den Refcount des Mitglieds um 1 (falls vorhanden). (Mitglied enthält auch Untermitglieder) Führen Sie auch eine rekursive Durchquerung (dh Tiefendurchquerung) durch und überprüfen Sie schließlich die Referenz der aktuellen Variablen. Wenn sie auf 0 reduziert wird, ist sie Müll. Das Kernprinzip dieses Algorithmus ist: Müll wird dadurch verursacht, dass Mitglieder auf sich selbst verweisen. Reduzieren Sie dann die Referenzen auf alle Mitglieder. Wenn festgestellt wird, dass der Refcount der endgültigen Variablen selbst 0 wird, bedeutet dies, dass alle ihre Referenzen von ihr selbst stammen Mitglieder, also irgendwo anders. Wenn Sie es nicht mehr verwenden, ist es Müll und muss recycelt werden. Andernfalls bedeutet dies, dass es sich nicht um Müll handelt und aus dem Puffer entfernt werden muss. Der spezifische Prozess ist wie folgt:

(1) Beginnen Sie mit der Durchquerung von den Wurzeln der pufferverknüpften Liste, markieren Sie den aktuellen Wert als grau (setzen Sie zend_refcounted_h.gc_info auf GC_GREY), führen Sie dann eine Tiefendurchquerung der Mitglieder des aktuellen Werts durch und reduzieren Sie den Refcount des Elementwert um 1, und markieren Sie ihn auch als grau.

(2) Wiederholen Sie die Pufferliste und prüfen Sie, ob die aktuelle Wertreferenz 0 ist. Wenn sie 0 ist, bedeutet dies, dass es sich tatsächlich um Müll handelt. Markieren Sie sie als weiß (GC_WHITE). . Wenn es nicht 0 ist, werden alle Referenzen von sich selbst ausgeschlossen. Die Möglichkeit, dass Mitglieder vorhanden sind, weist darauf hin, dass es sich nicht um Müll handelt, da die Referenzanzahl der Mitglieder in Schritt (1) um 1 reduziert wird Muss erneut wiederhergestellt werden, wird eine tiefe Durchquerung aller Mitglieder durchgeführt und die Anzahl der Mitglieder wird um 1 erhöht. Gleichzeitig wird schwarz markiert

(3) Durchlaufen Sie die pufferverknüpfte Liste erneut und entfernen Sie Nicht-GC_WHITE-Knoten Aus der Roots-Verknüpfungsliste ist am Ende die gesamte Roots-Verknüpfungsliste echter Müll, und schließlich wird der Müll gelöscht.

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