PHP中引用计数指的是什么意思
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php是什么语言
php,一个嵌套的缩写名称,是英文超级文本预处理语言(PHP:Hypertext Preprocessor)的缩写。PHP 是一种 HTML 内嵌式的语言,PHP与微软的ASP颇有几分相似,都是一种在服务器端执行的嵌入HTML文档的脚本语言,语言的风格有类似于C语言,现在被很多的网站编程人员广泛的运用。
什么是引用计数
在PHP的数据结构中,引用计数就是指每一个变量,除了保存了它们的类型和值之外,还额外保存了两个内容,一个是当前这个变量是否被引用,另一个是引用的次数。为什么要多保存这样两个内容呢?当然是为了垃圾回收(GC)。
也就是说,当引用次数为0的时候,这个变量就没有再被使用了,就可以通过 GC 来进行回收,释放占用的内存资源。
任何程序都不能无限制的一直占用着内存资源,过大的内存占用往往会带来一个严重的问题,那就是内存泄露,而 GC 就是PHP底层自动帮我们完成了内存的销毁,而不用像 C 一样必须去手动地 free 。
怎么查看引用计数?
我们需要安装 xdebug 扩展,然后使用 xdebug_debug_zval() 函数就可以看到指定内存的详细信息了,比如:
$a = "I am a String"; xdebug_debug_zval('a'); // a: (refcount=1, is_ref=0)='I am a String'
从上述内容中可以看出,这个 $a 变量的内容是 I am a String 这样一个字符串。而括号中的 refcount 就是引用次数,is_ref 则是说明这个变量是否被引用。我们通过变量赋值来看看这个两个参数是如何变化的。
$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'
当我们进行普通赋值后,refcount 和 is_ref 没有任何变化,但当我们进行引用赋值后,可以看到 refcount 变成了2,is_ref 变成了1。这也就是说明当前的 \$a 变量被引用赋值了,它的内存符号表服务于 $a 和 $b 两个变量。
$c = &$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
继续增加一个 $c 的引用赋值,可以看到 refcount 会继续增加。然后 unset 掉 $b 和 $c 之后,refcount 恢复到了1,不过这时需要注意的是,is_ref 依然还是1,也就是说,这个变量被引用过,这个 is_ref 就会变成1,即使引用的变量都已经 unset 掉了这个值依然不变。
最后我们 unset 掉 $a ,显示的就是 no such symbol 了。当前变量已经被销毁不是一个可以用的符号引用了。(注意,PHP中的变量对应的是内存的符号表,并不是真正的内存地址)
对象的引用计数
和普通类型的变量一样,对象变量也是使用同样的计数规则。
// 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 { }
不过这里需要注意的是,对象的符号表是建立的连接,也就是说,对 $objC 进行重新实例化或者修改为 NULL ,并不会影响 $objA 的内容,这方面的知识我们在之前的 对象赋值在PHP中到底是不是引用? 文章中已经有过说明。对象进行普通赋值操作也是引用类型的符号表赋值,所以我们不需要加 & 符号。
数组的引用计数
// 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 // )
调试数组的时候,我们会发现两个比较有意思的事情。
一是数组内部的每个元素又有单独的自己的引用计数。这也比较好理解,每一个数组元素都可以看做是一个单独的变量,但数组就是这堆变量的一个哈希集合。如果在对象中有成员变量的话,也是一样的效果。当数组中的某一个元素被 & 引用赋值给其他变量之后,这个元素的 refcount 会增加,不会影响整个数组的 refcount 。
二是数组默认上来的 refcount 是2。其实这是 PHP7 之后的一种新的特性,当数组定义并初始化后,会将这个数组转变成一个不可变数组(immutable array)。为了和普通数组区分开,这种数组的 refcount 是从2开始起步的。当我们修改一下这个数组中的任何元素后,这个数组就会变回普通数组,也就是 refcount 会变回1。这个大家可以自己尝试下,关于为什么要这样做的问题,官方的解释是为了效率,具体的原理可能还是需要深挖 PHP7 的源码才能知晓。
关于内存泄露需要注意的地方
其实 PHP 在底层已经帮我们做好了 GC 机制就不需要太关心变量的销毁释放问题,但是,千万要注意的是对象或数组中的元素是可以赋值为自身的,也就是说,给某个元素赋值一个自身的引用就变成了循环引用。那么这个对象就基本不太可能会被 GC 自动销毁了。
// 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)=... // )
不管是对象还是数组,在打印调试时出现了 ... 这样的省略号,那么你的程序中就出现了循环引用。在之前的文章 关于PHP中对象复制的那点事儿 中我们也讲过这个循环引用的问题,所以这个问题应该是我们在日常开发中应该时刻关注的问题。
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