PHP カーネルのメモリ管理とキャッシュ メカニズムを調べる

この記事の内容は、PHP カーネルのメモリ管理とキャッシュ メカニズムについての説明です。これは、必要な友人に参照してもらえるように共有します。

PHP の実行時に必要なメモリは、複数回ではなく 1 回だけオペレーティング システムに適用されます。では、どうやって一度に申請したのか、その仕組みは何だったのでしょうか？以下の紹介文をご覧ください。

ヒープ層は PHP メモリ管理のコア実装です

、PHP の最下位層のメモリ管理、ZendMM のシステムへのメモリ アプリケーションは、必要に応じてシステムに直接適用されるのではなく、 ZendMM 最下層 (ヒープ層) は、まずシステムから大きなメモリ ブロックを適用し、メモリ プールに似た管理メカニズムを確立します。設定解除後、

ZendMM はメモリをすぐにシステムに直接返すのではなく、単にメモリをシステムに返すだけです。それを独自に維持し、

メモリプール(ストレージ層)で利用可能なとして再識別します。 利点: 1.

多くの事前定義された定数変数と何百ものメモリ要求があります。

システムからのPHPの頻繁なメモリアプリケーション操作を回避し、OSへのリクエストの数を減らします。

2.実行速度が速くなります。欠点は、プログラムの実行時間が長くなると、メモリ使用量が増加するため、5.3では新しいガベージコレクションメカニズムが導入されます。

詳細な分析は次のとおりです:

PHPのメモリ管理は階層的であるとみなすことができます。

ストレージ層(storage)、ヒープ層(heap)、インターフェース層(emalloc/efree)

の3つの層に分かれています。 ストレージ層は実際には、malloc() や mmap() などの関数を通じてシステムからメモリを適用し、free() 関数を通じて要求されたメモリを解放します。

通常、ストレージ層によって適用されるメモリブロックは比較的大きいですが、ここで適用される大規模なメモリは、ストレージ層構造によって必要とされるメモリを意味するのではなく、ストレージ層の構造によるヒープ層の割り当てを意味します。ストレージ層メソッドを呼び出すと、大きなチャンクのメモリに適用されます

。ストレージ層の機能は、メモリ割り当てメソッドをヒープ層に対して透過的にすることです。

下の図に示すように、PHPメモリマネージャー。 PHP にはストレージ層に 4 つのメモリ割り当てスキームがあります: malloc、win32、mmap_anon、mmap_zero。デフォルトでは、malloc がメモリの割り当てに使用されます。

ZEND

_WIN32 マクロが設定されている場合は、HeapAlloc が割り当てに呼び出されます。残りの 2 つのメモリ スキームは匿名メモリ マップであり、PHP のメモリ スキームは環境変数を設定することで変更できます。

図 6.1 PHP メモリマネージャー

1. メモリアプリケーション

ヒープ層は、PHP メモリ管理のコア実装です。PHP の基礎となるメモリ管理は、小さいメモリ リスト (free_buckets)、大きいメモリ リスト (large_free_buckets)、および保持される残りのメモリ リスト (rest_buckets) の 3 つのリストに分割されます。層状に出ます。 ZendMM のシステムへのメモリ アプリケーションは、必要なときにすぐにシステムに適用されるのではなく、ZendMM の最下位層 (ヒープ層) が最初にシステムに適用され、メモリの大きなブロックが埋められます。メモリ プールと同様の管理メカニズムを確立します。

プログラムがメモリを使用する必要がある場合、ZendMMは使用するためにメモリプール内の対応するメモリを割り当てます。 これの利点は、次のコードのような、PHP によるシステムへの頻繁なメモリ アプリケーション操作を回避できることです。

これは単純な PHP プログラムですが、emalloc への呼び出しを数えてみると、変数を代入するだけの単なる PHP プログラムですが、何百ものメモリ要求があることがわかります。もちろん、これは非常に簡単に説明できます。なぜなら、PHP スクリプトの実行には多数の環境変数と内部変数の定義が必要であり (詳細については、

PHP カーネル -- ライフサイクル
を参照)、これらの定義自体をメモリに保存する必要があるからです。

PHP 拡張機能を作成する場合、

malloc
(オペレーティング システムのメモリ ブロックに適用) の代わりに、emalloc

(
• zend

  _mm_storage 層のメモリ ブロックに適用)

  を使用することをお勧めします

、実際には、PHP の

Zend

MM を使用して、手動で直接呼び出すシステムレベルのメモリ管理を置き換えます。

Zend

MM は、メモリ割り当てに _

zend_mm_alloc_int 関数を使用します。プロセスは次のとおりです。 上記からも分かるように割り当て、PHP のメモリ 割り当ては、PHP の目的に基づいて設計されており、通常、単一スクリプトの実行サイクルは比較的短く (最大数秒)、メモリ ブロックをアプリケーションで使用できます。割り当ての場合、隣接しないアドレスの複雑な空きメモリのマージは必要なく、システムに対する集中的な要求が再度行われます。 これの利点は、実行速度が速くなるということです。欠点は、プログラムの実行時間が長くなると、メモリ使用量が「増加する」ことです (PHP5.2 以前のバージョン)。 したがって、PHP5.3 より前のバージョンは、デーモンプロセスとして長期的な動作には適していません。 (もちろん、他の解決方法もあり、PHP5.3 では新しい GC メカニズムが導入されています。詳細については、次のセクションを参照してくださいPHP カーネル -- メモリ リークと新しいガベージ コレクション メカニズム)​​

2. 記憶の破壊

ZendMMは、メモリ破壊の処理においてメモリアプリケーションと同じ戦略を採用します。プログラムが変数の設定を解除したり、他の解放動作を実行したりする場合、ZendMMはメモリを直接に返すことはなく、システムは再識別するだけです。それは、それ自体が維持するメモリプール(ストレージ層)で利用可能なものとしてし、メモリのサイズ(小さい、大きい、空き)に従って上記の3つのリストに編成して、次のメモリアプリケーション。

メモリ破壊の最終実装関数は_efreeです。 _efree では、メモリを破壊すると、まずメモリをキャッシュに戻すかどうかを決定する必要があります。 メモリ サイズが ZEND_MM_SMALL_SIZE を満たし、キャッシュがシステム設定 ZEND_MM_CACHE_SIZE を超えていない場合、現在のメモリ ブロック zend_mm_block は mm_heap->cache に戻されます。

メモリ破壊プロセスには、参照カウントとガベージ コレクション (GC) も含まれます。これについては、次のセクションで説明します。 PHP Kernel - Memory Leak and New Garbage Collection Mechanism

3. キャッシュ

を参照してください。 すべての速度で位置しますまったく異なる 2 種類のハードウェア間のデータ転送速度の差を調整するために使用される構造をキャッシュと呼ぶことができます。 プロセッサとメモリ間の初期キャッシュから始まり、データ アクセスの速度を CPU の処理速度に適応させることはすべて、メモリ内の「プログラム実行とデータ アクセスのローカル動作」に基づいています。 。 同様に、PHP のメモリ管理におけるキャッシュも、「プログラムの実行とデータ アクセスのローカルな動作」の原則に基づいています。 キャッシュを導入する目的は、小さなメモリ ブロックに対するクエリの数を減らし (クエリを実行する前にキャッシュにヒットできるかどうかを確認する) 、最近アクセスしたデータへのアクセスを高速化することです。

PHP はメモリ管理メカニズムにキャッシュを追加し、次の処理を実行します:

· キャッシュとキャッシュのサイズ制限、つまりキャッシュをいつ使用するかを識別し、場合によっては最小限の設定でキャッシュを無効にできます。変更

・キャッシュの記憶構造、つまりキャッシュの記憶場所、構造、記憶ロジック

・キャッシュを初期化する

・キャッシュ内のコンテンツを取得する

·キャッシュに書き込みます

キャッシュを解放するか、キャッシュリストをクリアします

キャッシュ自体もストレージ層が要求したメモリに保存されます。メモリが足りない場合は、キャッシュを解放する必要があります。 ヒープメモリがオーバーフローすると、プログラムはzend_mm_free_cacheを呼び出してキャッシュを解放します。 解放プロセス全体は配列の走査であり、プログラムは配列要素ごとにリンク リスト内のその前の要素を走査し、メモリのマージ操作を実行して、ヒープ構造内のキャッシュ測定数を削減します。

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