PHP의 가비지 수집 메커니즘에 대해 설명하는 기사

이 기사는 PHP의 가비지 수집 메커니즘에 대한 심층적인 이해를 제공할 것입니다. 도움이 되기를 바랍니다!

1. 참조 카운팅에 대한 기본 지식

• 각 PHP 변수는 zval 이라는 변수 컨테이너에 존재합니다.
• zval 변수 컨테이너에는 변수의 유형과 값을 포함하는 것 외에도 2바이트의 추가 정보도 포함됩니다.
• 첫 번째는 is_ref로, 이 변수가 참조 컬렉션에 속하는지 여부를 식별하는 데 사용되는 부울 값입니다. 이 바이트를 통해 PHP 엔진은 일반 변수와 참조 변수를 구별할 수 있습니다. PHP에서는 사용자가 &를 사용하여 사용자 정의 참조를 사용할 수 있으므로 zval 변수 컨테이너에는 메모리 사용을 최적화하는 내부 참조 계산 메커니즘도 있습니다.
• 두 번째 추가 바이트는 refcount이며, 이 zval 변수 컨테이너를 가리키는 변수 수를 나타내는 데 사용됩니다.
• 모든 기호는 기호 테이블에 존재하며, 각 기호에는 범위가 있고 기본 스크립트(예: 브라우저를 통해 요청된 스크립트)와 각 함수 또는 메서드에도 범위가 있습니다.

2. zval 컨테이너 생성

• 변수에 상수 값이 할당되면 zval 변수 컨테이너가 생성됩니다
• Xdebug가 설치되어 있으면 xdebug_debug_zval()을 통해 이 두 값을 볼 수 있습니다.

<?php
$a = "new string";
xdebug_debug_zval(&#39;a&#39;);
 
//结果
a: (refcount=1, is_ref=0)=&#39;new string&#39;

3. zval의 참조 횟수를 늘리세요

한 변수를 다른 변수에 할당하면 참조 횟수가 늘어납니다.

<?php
$a = "new string";
$b = $a;
xdebug_debug_zval( &#39;a&#39; );

//结果
a: (refcount=2, is_ref=0)=&#39;new string&#39;

4. zval의 참조 횟수를 줄이세요

• unset( ) 줄일 수 있습니다. 참조 수
유형과 값이 포함된 변수 컨테이너는 메모리에서 삭제됩니다.

<?php
$a = "new string";
$c = $b = $a;
xdebug_debug_zval( &#39;a&#39; );
unset( $b, $c );
xdebug_debug_zval( &#39;a&#39; );

//结果
a: (refcount=3, is_ref=0)=&#39;new string&#39;
a: (refcount=1, is_ref=0)=&#39;new string&#39;

5. 복합 유형 zval 컨테이너

는 스칼라 유형 값과 다릅니다
배열 및 객체 유형 변수는 해당 멤버 또는 속성을 자체 기호 테이블에 저장합니다.
이는 다음 예에서 세 개의 zval 변수 컨테이너를 생성한다는 의미입니다.
세 개의 zval 변수 컨테이너는 a, 의미 및 숫자

<?php
$a = array( &#39;meaning&#39; => 'life', 'number' => 42 );
xdebug_debug_zval( 'a' );

//结果
a: (refcount=1, is_ref=0)=array (
   'meaning' => (refcount=1, is_ref=0)='life',
   'number' => (refcount=1, is_ref=0)=42
)

입니다.

6. 복합 유형의 참조 수를 늘립니다.

배열에 기존 요소를 추가합니다.

<?php
$a = array( &#39;meaning&#39; => 'life', 'number' => 42 );
$a['life'] = $a['meaning'];
xdebug_debug_zval( 'a' );

//结果
a: (refcount=1, is_ref=0)=array (
   'meaning' => (refcount=2, is_ref=0)='life',
   'number' => (refcount=1, is_ref=0)=42,
   'life' => (refcount=2, is_ref=0)='life'
)

7. 복합 유형의 참조 수를 줄입니다.

array
• 범위에서 변수를 삭제하는 것과 비슷합니다.
• 삭제 후 배열의 요소가 위치한 컨테이너의 "refcount" 값이 줄어듭니다

<?php
$a = array( &#39;meaning&#39; => 'life', 'number' => 42 );
$a['life'] = $a['meaning'];
unset( $a['meaning'], $a['number'] );
xdebug_debug_zval( 'a' );

//结果
a: (refcount=1, is_ref=0)=array (
   'life' => (refcount=1, is_ref=0)='life'
)

8. 특수 사례

배열 자체를 추가하면 이 배열의 요소가 다음과 같을 때 흥미로워집니다.
• 위와 동일하게 변수에 대해 unset을 호출하면 기호가 삭제되고 변수 컨테이너의 참조 수도 다음과 같이 줄어듭니다. 1

<?php
$a = array( &#39;one&#39; );
$a[] = &$a;
xdebug_debug_zval( &#39;a&#39; );

//结果
a: (refcount=2, is_ref=1)=array (
   0 => (refcount=1, is_ref=0)='one',
   1 => (refcount=2, is_ref=1)=...
)

九、清理变量容器的问题

• 尽管不再有某个作用域中的任何符号指向这个结构(就是变量容器)，由于数组元素“1”仍然指向数组本身，所以这个容器不能被清除 。
• 因为没有另外的符号指向它，用户没有办法清除这个结构，结果就会导致内存泄漏。
• 庆幸的是，php将在脚本执行结束时清除这个数据结构，但是在php清除之前，将耗费不少内存。
• 如果上面的情况发生仅仅一两次倒没什么，但是如果出现几千次，甚至几十万次的内存泄漏，这显然是个大问题

十、回收周期

• 像以前的 php 用到的引用计数内存机制，无法处理循环的引用内存泄漏
• 而在php 5.3.0 中使用同步算法，来处理这个内存泄漏问题
• 如果一个引用计数增加，它将继续被使用，当然就不再在垃圾中。
• 如果引用计数减少到零，所在变量容器将被清除(free)
• 就是说，仅仅在引用计数减少到非零值时，才会产生垃圾周期
• 在一个垃圾周期中，通过检查引用计数是否减1，并且检查哪些变量容器的引用次数是零，来发现哪部分是垃圾

十一、回收算法分析

• 为避免不得不检查所有引用计数可能减少的垃圾周期
• 这个算法把所有可能根(possible roots 都是zval变量容器),放在根缓冲区(root buffer)中(用紫色来标记，称为疑似垃圾)，这样可以同时确保每个可能的垃圾根(possible garbage root)在缓冲区中只出现一次。仅仅在根缓冲区满了时，才对缓冲区内部所有不同的变量容器执行垃圾回收操作。看上图的步骤 A。
• 在步骤 B 中，模拟删除每个紫色变量。模拟删除时可能将不是紫色的普通变量引用数减"1"，如果某个普通变量引用计数变成0了，就对这个普通变量再做一次模拟删除。每个变量只能被模拟删除一次，模拟删除后标记为灰
• 在步骤 C 中，模拟恢复每个紫色变量。恢复是有条件的，当变量的引用计数大于0时才对其做模拟恢复。同样每个变量只能恢复一次，恢复后标记为黑，基本就是步骤 B 的逆运算。这样剩下的一堆没能恢复的就是该删除的蓝色节点了，在步骤 D 中遍历出来真的删除掉

十二、性能考虑

• 主要有两个领域对性能有影响
• 第一个是内存占用空间的节省
• 另一个是垃圾回收机制释放已泄漏的内存耗费的时间增加

十三、垃圾回收机制的结论

• PHP中的垃圾回收机制，仅仅在循环回收算法确实运行时会有时间消耗上的增加。但是在平常的(更小的)脚本中应根本就没有性能影响。
• 然而，在平常脚本中有循环回收机制运行的情况下，内存的节省将允许更多这种脚本同时运行在你的服务器上。因为总共使用的内存没达到上限。
• 这种好处在长时间运行脚本中尤其明显，诸如长时间的测试套件或者daemon脚本此类

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