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PHP 배열의 낮은 메모리 활용도에 대한 자세한 분석

小云云원래의: 2018-01-30 10:11:361756검색

PHP는 실제로 그렇게 많은 메모리를 소비합니까? 그래서 이번 기회에 PHP의 데이터형 구현에 대해 알아보았습니다. 이 기사에서는 주로 낮은 메모리 사용률과 취약한 유형의 PHP 배열에 대한 자세한 해석을 소개합니다. 이는 특정 참조 가치가 있으며 관심 있는 친구들이 참조할 수 있습니다.

먼저 테스트해 보겠습니다.

<?php 
  echo memory_get_usage() , &#39;<br>&#39;; 
  $start = memory_get_usage(); 
  $a = Array(); 
  for ($i=0; $i<1000; $i++) { 
   $a[$i] = $i + $i; 
  } 
  $end = memory_get_usage(); 
  echo memory_get_usage() , &#39;<br>&#39;; 
  echo &#39;argv:&#39;, ($end - $start)/1000 ,&#39;bytes&#39; , &#39;<br>&#39;;

결과:

353352
437848
argv: 84.416바이트

1000개 요소의 정수 배열은 메모리를 소비합니다(4378 48 - 353352) 바이트, 약 82KB, 이는 각 요소는 84바이트의 메모리를 차지합니다. C 언어에서 int는 4바이트를 차지하며 이는 전체적으로 20배의 차이입니다.

하지만 인터넷에서는 memory_get_usage()가 반환한 결과가 모두 배열 점유가 아니라 PHP 자체의 일부 구조를 포함한다고 합니다. 따라서 다른 방법을 시도하고 PHP 내장 함수를 사용하여 배열을 생성하세요.

<?php 
  $start = memory_get_usage(); 
  $a = array_fill(0, 10000, 1); 
  $end = memory_get_usage(); //10k elements array; 
  echo &#39;argv:&#39;, ($end - $start )/10000,&#39;byte&#39; , &#39;<br>&#39;;

출력은 다음과 같습니다.

argv:54.5792byte

는 이전보다 약간 나아졌지만 여전히 54바이트로 실제로 약 10배 더 나쁩니다.

이유는 PHP의 기본 구현에서 시작되어야 합니다. PHP는 int, double, string 등에 관계없이 약한 유형의 언어이므로 통합된 '$'로 모든 문제를 해결할 수 있습니다. PHP의 최하위 계층은 C 언어로 구현됩니다. 각 변수는 zval 구조에 해당하며 자세한 정의는 다음과 같습니다.

typedef struct _zval_struct zval; 
struct _zval_struct { 
  /* Variable information */ 
  zvalue_value value;   /* The value 1 12字节(32位机是12，64位机需要8+4+4=16) */ 
  zend_uint refcount__gc; /* The number of references to this value (for GC) 4字节 */ 
  zend_uchar type;    /* The active type 1字节*/ 
  zend_uchar is_ref__gc; /* Whether this value is a reference (&) 1字节*/ 
};

PHP는 변수 값을 저장하기 위해 통합 구조를 사용합니다. zval은 다음과 같이 정의된 공용체입니다.

typedef union _zvalue_value { 
  long lval;         /* long value */ 
  double dval;        /* double value */ 
  struct {          /* string value */ 
    char *val; 
    int len; 
  } str;  
  HashTable *ht;       /* hash table value */ 
  zend_object_value obj;   /*object value */ 
} zvalue_value;

공용체 유형이 차지하는 메모리 크기는 가장 큰 멤버가 차지하는 데이터 공간에 따라 결정됩니다. zvalue_value에서는 str 구조체의 int가 4바이트를 차지하고 char 포인터가 4바이트를 차지하므로 전체 zvalue_value가 차지하는 메모리는 8바이트이다.

zval의 크기는 8 + 4 + 1 + 1 = 14바이트입니다.

zvalue_value에도 HashTable이 있다는 점에 주목하세요. zval에서는 배열, 문자열 및 객체에도 추가 저장 구조가 필요합니다. 배열의 저장 구조는 HashTable입니다.

HashTable 정의는 다음을 제공합니다.

typedef struct _hashtable { 
   uint nTableSize; //表长度，并非元素个数 
   uint nTableMask;//表的掩码，始终等于nTableSize-1 
   uint nNumOfElements;//存储的元素个数 
   ulong nNextFreeElement;//指向下一个空的元素位置 
   Bucket *pInternalPointer;//foreach循环时，用来记录当前遍历到的元素位置 
   Bucket *pListHead; 
   Bucket *pListTail; 
   Bucket **arBuckets;//存储的元素数组 
   dtor_func_t pDestructor;//析构函数 
   zend_bool persistent;//是否持久保存。从这可以发现，PHP数组是可以实现持久保存在内存中的，而无需每次请求都重新加载。 
   unsigned char nApplyCount; 
   zend_bool bApplyProtection; 
} HashTable;

테이블의 크기와 포함된 요소 수를 기록하는 여러 속성 변수 외에도 Bucket은 여러 번 사용됩니다. Bucket이 정의되는 방법:

typedef struct bucket { 
   ulong h; //数组索引 
   uint nKeyLength; //字符串索引的长度 
   void *pData; //实际数据的存储地址 
   void *pDataPtr; //引入的数据存储地址 
   struct bucket *pListNext; 
   struct bucket *pListLast; 
   struct bucket *pNext; //双向链表的下一个元素的地址 
   struct bucket *pLast;//双向链表的下一个元素地址 
   char arKey[1]; /* Must be last element */ 
} Bucket;

Linked List와 마찬가지로 Bucket은 특정 데이터와 포인터가 있는 Linked List 노드인 반면, HashTable은 Bucket 요소의 문자열을 저장하는 배열입니다. PHP에서 다차원 배열의 구현은 버킷에 저장된 또 다른 HashTable입니다.

HashTable이 39바이트, Bucket이 33바이트를 차지한다고 계산해 보세요. 빈 배열은 14 + 39 + 33 = 86바이트를 차지합니다. Bucket 구조는 33바이트가 필요하며 키 길이가 4바이트보다 긴 부분은 Bucket에 추가되며 요소 값은 zval 구조일 가능성이 높습니다. 또한 각 배열에는 다음을 가리키는 Bucket 포인터 배열이 할당됩니다. arBuckets에서, 말할 수는 없지만 각 추가 요소에는 포인터가 필요하지만 상황은 더 나쁠 수 있습니다. 이는 하나의 배열 요소가 54바이트를 차지할 것이라고 계산하는데, 이는 위의 추정치와 거의 동일합니다.

공간 관점에서 볼 때 작은 배열은 평균적으로 비용이 많이 듭니다. 물론 스크립트는 많은 수의 작은 배열로 채워지지 않으며 더 작은 공간 비용으로 프로그래밍 속도를 얻을 수 있습니다. 그러나 배열을 컨테이너로 사용하면 이야기가 달라집니다. 실제 응용 프로그램에서는 요소가 많은 다차원 배열을 자주 접하게 됩니다. 예를 들어, 10k 요소의 1차원 배열은 약 540k의 메모리를 소비하는 반면 10k의 2차원 배열은 실제로 23M을 소비합니다. 작은 배열은 실제로 그럴 가치가 없습니다.

PHP 배열의 메모리 활용률이 낮은 이유에 대해 여기서 이야기해 보겠습니다. 다음 기사에서는 PHP 배열 작업의 구체적인 구현을 설명합니다.

PHP 배열의 낮은 메모리 활용도에 대한 자세한 분석

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