PHP的引用計數是什麼意思？

本篇文章跟大家介紹一下PHP的引用數。有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對大家有幫助。

什麼是引用計數

在PHP的資料結構中，引用計數就是指每一個變量，除了保存了它們的型別和值之外，還額外保存了兩個內容，一個是當前這個變數是否被引用，另一個是引用的次數。為什麼要多存這樣兩個內容呢？當然是為了垃圾回收（GC）。

也就是說，當引用次數為0的時候，這個變數就沒有再被使用了，就可以透過 GC 來進行回收，釋放佔用的記憶體資源。

任何程式都不能無限制的一直佔用著記憶體資源，過大的記憶體佔用往往會帶來一個嚴重的問題，那就是記憶體洩露，而GC 就是PHP底層自動幫我們完成了記憶體的銷毀，不用像C 一樣必須去手動地free 。

怎麼查看引用計數？

我們需要安裝xdebug 擴展，然後使用xdebug_debug_zval() 函數就可以看到指定記憶體的詳細資訊了，例如：

$a = "I am a String";
xdebug_debug_zval('a');
// a: (refcount=1, is_ref=0)='I am a String'

從上述內容可以看出，這個$a 變量的內容是I am a String 這樣一個字串。而括號內的 refcount 就是引用次數，is_ref 則是說明這個變數是否被引用。我們透過變數賦值來看看這個兩個參數是如何變化的。

$b = $a;
xdebug_debug_zval('a');
// a: (refcount=1, is_ref=0)='I am a String'

$b = &$a;
xdebug_debug_zval('a');
// a: (refcount=2, is_ref=1)='I am a String'

當我們進行普通賦值後，refcount 和 is_ref 沒有任何變化，但當我們進行引用賦值後，可以看到 refcount 變成了2，is_ref 變成了1。這也就是說明目前的 \$a 變數被引用賦值了，它的記憶體符號表服務於 $a 和 $b 兩個變數。

$c = &$a;
xdebug_debug_zval('a');
// a: (refcount=3, is_ref=1)='I am a String'

unset($c, $b);
xdebug_debug_zval('a');
// a: (refcount=1, is_ref=1)='I am a String'

$b = &$a;
$c = &$a;
$b = "I am a String new";
xdebug_debug_zval('a');
// a: (refcount=3, is_ref=1)='I am a String new'

unset($a);
xdebug_debug_zval('a');
// a: no such symbol

繼續增加一個 $c 的引用賦值，可以看到 refcount 會繼續增加。然後unset 掉$b 和$c 之後，refcount 恢復到了1，不過這時需要注意的是，is_ref 依然還是1，也就是說，這個變數被引用過，這個is_ref 就會變成1，即使引用的變量都已經unset 掉了這個值依然不變。

最後我們 unset 掉 $a ，顯示的就是 no such symbol 了。當前變數已經被銷毀不是一個可以用的符號引用了。 （注意，PHP中的變數對應的是記憶體的符號表，並不是真正的記憶體位址）

物件的引用計數

和普通類型的變數一樣，物件變數也是使用同樣的計數規則。

// 对象引用计数
class A{

}
$objA = new A();
xdebug_debug_zval('objA');
// objA: (refcount=1, is_ref=0)=class A {  }

$objB = $objA;
xdebug_debug_zval('objA');
// objA: (refcount=2, is_ref=0)=class A {  }

$objC = $objA;
xdebug_debug_zval('objA');
// objA: (refcount=3, is_ref=0)=class A {  }

unset($objB);
class C{

}
$objC = new C;
xdebug_debug_zval('objA');
// objA: (refcount=1, is_ref=0)=class A {  }

不過這裡需要注意的是，物件的符號表是建立的連接，也就是說，對$objC 進行重新實例化或修改為NULL ，並不會影響$objA 的內容，這方面的知識我們在之前的物件賦值在PHP到底是不是引用？文章中已經有說明。物件進行普通賦值運算也是引用型別的符號表賦值，所以我們不需要加 & 符號。

數組的引用計數

// 数组引用计数
$arrA = [
    'a'=>1,
    'b'=>2,
];
xdebug_debug_zval('arrA');
// arrA: (refcount=2, is_ref=0)=array (
//     'a' => (refcount=0, is_ref=0)=1, 
//     'b' => (refcount=0, is_ref=0)=2
// )

$arrB = $arrA;
$arrC = $arrA;
xdebug_debug_zval('arrA');
// arrA: (refcount=4, is_ref=0)=array (
//     'a' => (refcount=0, is_ref=0)=1, 
//     'b' => (refcount=0, is_ref=0)=2
// )

unset($arrB);
$arrC = ['c'=>3];
xdebug_debug_zval('arrA');
// arrA: (refcount=2, is_ref=0)=array (
//     'a' => (refcount=0, is_ref=0)=1, 
//     'b' => (refcount=0, is_ref=0)=2
// )

// 添加一个已经存在的元素
$arrA['c'] = &$arrA['a'];
xdebug_debug_zval('arrA');
// arrA: (refcount=1, is_ref=0)=array (
//     'a' => (refcount=2, is_ref=1)=1, 
//     'b' => (refcount=0, is_ref=0)=2, 
//     'c' => (refcount=2, is_ref=1)=1
// )

調試數組的時候，我們會發現兩個比較有趣的事情。

一是數組內部的每個元素又有單獨的自己的引用計數。這也比較好理解，每一個數組元素都可以看做是一個單獨的變量，但數組就是這堆變量的一個哈希集合。如果在物件中有成員變數的話，也是一樣的效果。當陣列中的某一個元素被 & 引用賦值給其他變數之後，這個元素的 refcount 會增加，不會影響整個陣列的 refcount 。

二是數組預設上來的 refcount 是2。其實這是 PHP7 之後的新的特性，當陣列定義並初始化後，會將這個陣列轉變成一個不可變陣列（immutable array）。為了和普通陣列區分開，這種陣列的 refcount 是從2開始起步的。當我們修改這個數組中的任何元素後，這個數組就會變回普通數組，也就是 refcount 會變回1。這個大家可以自己嘗試下，關於為什麼要這樣做的問題，官方的解釋是為了效率，具體的原理可能還是需要深挖 PHP7 的源碼才能知道。

關於記憶體外洩需要注意的地方

其實PHP 在底層已經幫我們做好了GC 機制就不需要太關心變數的銷毀釋放問題，但是，千萬要注意的是物件或陣列中的元素是可以賦值為自身的，也就是說，給某個元素賦值一個自身的參考就變成了循環引用。那麼這個物件基本上就不太可能被 GC 自動銷毀了。

// 对象循环引用
class D{
    public $d;
}
$d = new D;
$d->d = $d;
xdebug_debug_zval('d');
// d: (refcount=2, is_ref=0)=class D { 
//     public $d = (refcount=2, is_ref=0)=... 
// }

// 数组循环引用
$arrA['arrA'] = &$arrA;
xdebug_debug_zval('arrA');
// arrA: (refcount=2, is_ref=1)=array (
//     'a' => (refcount=0, is_ref=0)=1, 
//     'b' => (refcount=0, is_ref=0)=2, 
//     'arrA' => (refcount=2, is_ref=1)=...
// )

不管是物件還是數組，在列印偵錯時出現了 ... 這樣的省略號，那麼你的程式中就出現了循環引用。在之前的文章 關於PHP中物件複製的那點事兒 中我們也講過這個循環引用的問題，所以這個問題應該是我們在日常開發中應該時刻關注的問題。

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