淺談PHP原始碼三十二：PHP記憶體池中的emalloc/efree層與堆(heap)層

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淺談PHP原始碼三十二：PHP記憶體池中的emalloc/efree層與堆(heap)層
emalloc/efree層是整個記憶體體系中最上層結構，它透過與堆層的交換使用PHP自帶的記憶體管理機制。如果有設定USE_ZEND_ALLOC為0，則直接使用malloc/free等函數直接操作記憶體。
這裡將從emalloc與efree兩個函數的實作解析emalloc/efree層與堆層的交互，及堆層對於記憶體的管理機制。

【emalloc】
emalloc函數是從zend_alloc.h 70行開始。
emalloc是一個宏，其對應了_emalloc函數。
在_emalloc函數中，如果未使用zend的記憶體管理機制，則直接呼叫malloc函數，否則呼叫

_zend_mm_alloc_int
[emalloc() -> _emalloc() -> _zend_mm_alloc_int() ]

在_zend_mm_alloc_int函數中，程式會處理真實需要的記憶體小於或大於等於ZEND_MM_MAX_SMALL_SIZE(272)兩種情況，如果小於ZEND_MM_MAX_SMALL_SIZE，則會搜尋free_buckets，看是否有合適的記憶體區塊，如果可以在free_buckets中找到適當的區塊使用，同直接跳到zend_mm_finished_searching_for_block，否則執行「」區塊使用，同直接跳到zend_mm_finished_searching_for_block，否則執行

#[emalloc() -> _emalloc() -> _zend_mm_alloc_int() -> zend_mm_search_large_block()]

zend_mm_search_large_block函數用來在large_free_buckets中尋找合適的記憶體區塊。其中當對於ZEND_MM_LARGE_BUCKET_INDEX(true_size)大小的沒有找到時，需要尋找更大區塊清單中的最小區塊。

如果在大塊列表和小塊列表中都沒有，則需要從剩餘列表塊中查找，如果找到，則同樣跳到zend_mm_finished_searching_for_block

如果三個列表中都沒有找到，則需要重新增加記憶體分配。此時呼叫storage層的分配函數進行分配，其中記憶體的大小，如果需要分配的記憶體大於block_size，則需要根據大小重新計算，否則直接分配block_size大小的記憶體。
分配記憶體完後，需要重新整理堆，此時需要重新計算堆中的記憶體大小，將新分配的記憶體加入segments_list的前面。

如果在上面的操作中是直接跳到zend_mm_finished_searching_for_block，則需要將使用了的記憶體區塊從對應的清單中移除（此處應該是一個標記的過程，偽移除）

接下來，根據剩餘的記憶體大小，將其移到空閒清單或剩餘清單。

最後傳回指派的區塊。

在emalloc整個過程中，有以下一些注意點。

ZEND_MM_BUCKET_INDEX(true_size)定位在bucket中的位置，這個值大於等於0，小於32。
其實實作如下：

#define ZEND_MM_BUCKET_INDEX(true_size) ((true_size>>ZEND_MM_ALIGNMENT_LOG2)-(ZEND_MM_ALIGNED_MIN_HEADER_SIZE>>ZEND_MM_ALIGNMENT_LOG2))

free_bitmap和large_free_bitmap的值都是0到31。

【efree】

efree函數是從zend_alloc.h 72行開始。
efree是一個宏，對應了_efree函數。
在_efree函數中，如果未使用zend的記憶體管理機制，則直接呼叫free函數，否則呼叫_

zend_mm_free_int
[efree() -> _efree() -> _zend_mm_free_int() ]

堆首先將整個堆的大小減少，如果當前區塊的後一個區塊是空閒區塊，則將後一個空閒區塊從空閒區塊清單中刪除並與目前區塊合併，如果當前區塊的前一個區塊是空閒區塊，則將前一個空閒區塊從空閒區塊清單中刪除並與目前區塊合併，指標指向前一個空閒區塊。如果此時目前區塊是開始的區塊，則呼叫zend_mm_del_segment將整段記憶體清除，如果不是開始區塊，則將合併後的區塊加入到空閒區塊清單。

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