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软件开发PHP的引用计数是什么意思?

admin 软件开发 2021-06-24 15:03:14 php 引用计数 
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本篇文章给大家介绍一下PHP的引用计数。有一定的参考价值,有需要的朋友可以参考一下,希望对大家有所帮助。

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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以上就是PHP的引用计数是什么意思?的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!

文章来源:https://www.php.cn/php-ask-475587.html

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