PHP快速实战20-PHP7中的垃圾回收机制与原理讲解

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前言

本文已收录于PHP全栈系列专栏：PHP快速入门与实战

在计算机程序中，垃圾回收指的是一种自动管理内存的技术。在程序执行过程中，分配给它的内存会随着对象的创建和销毁不断发生变化，如果没有垃圾回收，这些不再被使用的内存会一直占用系统资源，最终导致系统崩溃。

因此，垃圾回收是保证程序稳定运行和保护计算机系统的必要措施。通过及时回收不再使用的内存，程序中可用的内存空间将被优化使用，从而提高程序的执行效率，并避免由于内存泄漏等问题导致的系统崩溃或其他错误。

在这篇博客中，我们将介绍PHP7中的垃圾回收原理。

PHP垃圾回收实现的原理

垃圾回收机制

PHP7采用了新的垃圾回收机制，该机制主要分为两部分：引用计数和循环垃圾收集。

引用计数

引用计数是一种简单的垃圾回收机制，它统计变量或对象在代码中被引用的次数，当引用次数为0时就可以将其释放。这种机制虽然简单，但是会存在循环引用的问题，即两个对象相互引用，但其引用计数都不为0，导致内存泄漏。

循环垃圾收集

针对循环引用问题，PHP7采用了另一种垃圾回收机制——循环垃圾收集。循环垃圾收集通过遍历变量或对象之间的引用关系，判断是否存在循环引用关系，如果存在就将其标记为“垃圾”，最后再将其清理掉。

具体实现上，PHP7使用了底层C语言的源码来实现该垃圾回收机制。其中，引用计数通过对变量或对象的指针进行计数实现，当引用次数为0时，就调用相应的析构函数来释放资源。循环垃圾收集则是由GC（Garbage Collector）模块负责实现，在PHP脚本执行过程中，GC会周期性地执行垃圾回收操作，遍历所有内存分配单元，找出不再被任何变量或对象引用的内存块，并将其释放掉。

实现原理

PHP7的垃圾回收机制使用了一种叫做“引用计数”的算法。这种算法的基本思想是，每个变量都有一个引用计数器，记录有多少个变量指向了它。当一个变量被赋值给另一个变量时，两个变量的引用计数都会加1；当一个变量被销毁时，指向它的变量的引用计数会减1。当一个变量的引用计数为0时，它就可以被垃圾回收。

下面是PHP7使用的引用计数算法的C语言源码：

typedef struct _zend_refcounted {
    int          refcount;  // 引用计数
    union {
        uint32_t   type_info; // 类型信息，用于判断对象类型
        uint32_t   extra;     // 额外的数据，用于一些特殊情况
    } u;
} zend_refcounted;

typedef struct _zend_string {
    zend_refcounted   gc;     // 引用计数器和类型信息
    size_t            len;    // 字符串长度
    char              val[1]; // 字符串内容
} zend_string;

在上面的代码中，zend_refcounted结构体包含了一个refcount成员，用来记录引用计数。而具体的变量类型，如字符串、数组、对象等，都包含了一个zend_refcounted结构体成员作为引用计数器。当一个变量需要销毁时，会先将它的引用计数减1，如果此时引用计数为0，说明这个变量可以被垃圾回收了。

总结

以上就是关于本篇文章介绍的内容，PHP7中的垃圾回收机制与原理讲解，后续更多内容将收录在专栏PHP快速入门与实战中，感谢大家支持。喜欢记得三联哟。