浅谈PHP源码三十二：PHP内存池中的emalloc/efree层与堆(heap)层

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浅谈PHP源码三十二：PHP内存池中的emalloc/efree层与堆(heap)层
emalloc/efree层是整个内存体系中最上层结构，它通过与堆层的交换使用PHP自带的内存管理机制。如果有设置USE_ZEND_ALLOC为0，则直接使用malloc/free等函数直接操作内存。
这里将从emalloc与efree两个函数的实现解析emalloc/efree层与堆层的交互，及堆层对于内存的管理机制。

【emalloc】
emalloc函数是从zend_alloc.h 70行开始。
emalloc是一个宏，其对应了_emalloc函数。
在_emalloc函数中，如果未使用zend的内存管理机制，则直接调用malloc函数，否则调用

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

在_zend_mm_alloc_int函数中，程序会处理真实需要的内存小于或大于等于ZEND_MM_MAX_SMALL_SIZE(272)两种情况，如果小于ZEND_MM_MAX_SMALL_SIZE，则会搜索free_buckets，看是否有合适的内存块，如果可以在free_buckets中找到合适的块使用，同直接跳转到zend_mm_finished_searching_for_block，否则执行zend_mm_search_large_block()

[emalloc() -> _emalloc() -> _zend_mm_alloc_int() -> zend_mm_search_large_block()]
zend_mm_search_large_block函数用来在large_free_buckets中查找合适的内存块。其中当对于ZEND_MM_LARGE_BUCKET_INDEX(true_size)大小的没有找到时，需要查找更大块列表中的最小块。

如果在大块列表和小块列表中都没有，则需要从剩余列表块中查找，如果找到，则同样跳转到zend_mm_finished_searching_for_block
如果三个列表中都没有找到，则需要重新增加内存分配。此时调用storage层的分配函数进行分配，其中内存的大小，如果需要分配的内存大于block_size，则需要根据大小重新计算，否则直接分配block_size大小的内存。
分配内存完后，需要重新整理堆，此时需要重新计算堆中的内存大小，将新分配的内存添加到segments_list的前面。

如果在上面的操作中是直接跳转到zend_mm_finished_searching_for_block，则需要将使用了的内存块从对应的列表中移除（此处应该是一个标记的过程，伪移除）

接下来，根据剩下的内存大小，将其移到空闲列表或剩余列表。

最后返回分配的块。

在emalloc整个过程中，有以下一些注意点。
ZEND_MM_BUCKET_INDEX(true_size)定位在bucket中的位置，这个值大于等于0，小于32。
其实现如下：

#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函数是从zend_alloc.h 72行开始。
efree是一个宏，其对应了_efree函数。
在_efree函数中，如果未使用zend的内存管理机制，则直接调用free函数，否则调用_

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

堆首先将整个堆的大小减少，如果当前块的后一个块是空闲块，则将后一个空闲块从空闲块列表中删除并与当前块合并，如果当前块的前一个块是空闲块，则将前一个空闲块从空闲块列表中删除并与当前块合并，指针指向前一个空闲块。如果此时当前块是开始的块，则调用zend_mm_del_segment将整段内存清除，如果不是开始块，则将合并后的块添加到空闲块列表。

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