一文聊聊php中的垃圾回收机制

本篇文章带大家深入了解一下php中的垃圾回收机制,希望对大家有所帮助!

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一文聊聊php中的垃圾回收机制

一、引用计数基础知识

  • 每个php变量存在一个叫 zval 的变量容器中。
  • 一个 zval 变量容器,除了包含变量的类型和值,还包括两个字节的额外信息。
  • 第一个是 is_ref,是个bool值,用来标识这个变量是否是属于引用集合。通过这个字节,php引擎才能把普通变量和引用变量区分开来,由于php允许用户通过使用&来使用自定义引用,zval变量容器中还有一个内部引用计数机制,来优化内存使用。
  • 第二个额外字节是 refcount,用以表示指向这个zval变量容器的变量个数。
  • 所有的符号存在一个符号表中,其中每个符号都有作用域(scope),那些主脚本(比如:通过浏览器请求的的脚本)和每个函数或者方法也都有作用域。

二、生成zval容器

  • 当一个变量被赋常量值时,就会生成一个zval变量容器
  • 如果安装了Xdebug,则可以通过 xdebug_debug_zval() 查看这两个值

<?php
$a = ;new string;;
xdebug_debug_zval(;a;);

//结果
a: (refcount=1, is_ref=0)=;new string;三、增加zval的引用计数

  • 把一个变量赋值给另一变量将增加引用次数

<?php
$a = ;new string;;
$b = $a;
xdebug_debug_zval( ;a; );

//结果
a: (refcount=2, is_ref=0)=;new string;四、减少zval引用计数

  • 使用 unset() 可以减少引用次数
  • 包含类型和值的这个变量容器就会从内存中删除

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

//结果
a: (refcount=3, is_ref=0)=;new string;
a: (refcount=1, is_ref=0)=;new string;五、复合类型的zval容器

  • 与 标量(scalar)类型的值不同
  • array和 object类型的变量把它们的成员或属性存在自己的符号表中
  • 这意味着下面的例子将生成三个zval变量容器
  • 这三个zval变量容器是: a,meaning和 number

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<?php
$a = array( ;meaning; => ;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
)六、增加复合类型的引用计数

  • 添加一个已经存在的元素到数组中

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<?php
$a = array( ;meaning; => ;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;
)七、减少复合类型的引用计数

  • 删除数组中的一个元素
  • 就是类似于从作用域中删除一个变量.
  • 删除后,数组中的这个元素所在的容器的“refcount”值减少

<?php
$a = array( ;meaning; => ;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;
)八、特殊情况

  • 当我们添加一个数组本身作为这个数组的元素时,事情就变得有趣
  • 同上,对一个变量调用unset,将删除这个符号,且它指向的变量容器中的引用次数也减1

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

//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

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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

实现步骤:1、定义一个变量并赋值为0,用于控制循环元素个数,语法“$con=0;”;2、用foreach语句循环遍历数组,语法“foreach($arr as $k=>$v){//循环体;}”;3、在循环体中,每循环遍历一个元素,设置变量“$con”自增1,当变量“$con”的值为N时,用break语句跳出循环即可,语法“$con++;if($con==N){break;}”。

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本教程操作环境:windows7系统、PHP8.1版、DELL G3电脑

在php数组中,可以借助foreach语句和break语句来循环前N个元素。

实现步骤:

步骤1:定义一个变量并赋值为0,用于控制循环遍历次数(元素个数)。

$con=0;

步骤2:使用foreach语句循环遍历数组

foreach是专门为遍历数组而设计的语句,是遍历数组时常用的方法,在遍历数组方面提供了很大的便利

foreach语句遍历数组与数组下标无关,且可以用于不连续的索引数组和以字符串为下标的关联数组。

该语句有两种语法格式:

  • 语法格式1:

foreach ($array as $value){
//循环体语句块;
}

遍历给定的 $array 数组,在每次循环中将当前数组的值赋给 $value。

  • 语法格式2:

foreach ($array as $key => $value){
//循环体语句块;
}

遍历给定的 $array 数组,在每次循环中会将当前数组的值赋给 $value,键名赋给 $key。

步骤3:在循环体中,设置变量$con自增1,当变量$con的值为N时,使用break语句跳出循环

  • 每循环遍历一个元素,就将变量$con的值加1

  • 然后判断变量$con值是否为N,如果是则使用break语句跳出循环

  • 如果不是则继续遍历元素

$con++;
if($con==N){ //循环遍历前N个元素
break;
}

完整示例代码:循环遍历前5个元素

<?php
header("Content-type:text/html;charset=utf-8");
$arr=[1,2,3,4,5,6,7,8,9];
var_dump($arr);
$con=0;
foreach($arr as $k=>$v){
$res[$k]=$v;
$con++;
if($con==5){ //循环遍历前5个元素
break;
}
}
echo "循环遍历前5个元素:";
var_dump($res);
?>

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扩展知识:跳出循环语句break和continue

1、使用continue语句

continue语句的作用是跳出本次循环,接着执行下一次循环(放弃continue语句之后的代码并进行下一次循环)。

下面我们通过代码示例来看看。

示例1:输出1~10 之间的所有偶数(偶数能被2整除)

<?php
for ($i = 1; $i <= 10; $i++) {
if($i % 2 != 0) {
continue;
}
echo $i.' <br>';
}
?>

分析:

  • for ($i = 1; $i <= 10; $i++){}语句可以循环得出1~10 之间的所有数字

  • if($i % 2 != 0)语句用于判断$i的值能整除2,不能整除则()中值为true,则执行continue;语句。

  • 在循环体中,使用if($i % 2 != 0)语句进行判断,如果$i的值能整除2就使用“echo $i”输出;如果$i的值不能整除2,则触发continue;语句,跳出本次循环(不进行输出),执行下一次循环。

输出结果:

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2、使用break语句

break语句用于跳出当前的语法结构,可以终止循环体的代码并立即跳出当前的循环,执行循环之后的代码。

break和continue的不同点是:continue语句只是结束本次循环,而 break 语句会终止整个循环的执行。

沿用上面的示例1中代码,将continue;换成break;,会输出什么?

<?php
for ($i = 1; $i <= 10; $i++) {
if($i % 2 != 0) {
break;
}
echo $i.' <br>';
}
?>

答案是:什么也不输出。为什么会这样尼?我们来分析一下:

forx循环一开始,$i=1,1小于10吗?当然,然后开始执行循环体中的if($i % 2 != 0)语句;

那么1能整除2吗?显然是不能,因此()中值为true,则执行if中的“break;”语句,直接跳出整个循环了,根本没有机会执行“echo $i.' <br>'”语句。

以上就是php数组怎么循环前几个元素的详细内容,更多请关注钦钦技术栈其它相关文章!

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