详解PHP内存管理机制与垃圾回收机制

前言

PHP是一种高级编程语言，其自动内存管理和垃圾回收机制可以帮助开发者避免手动内存管理的麻烦，但也需要开发者了解其内存管理机制和垃圾回收机制，才能更好地编写高效的代码。

PHP内存管理机制

PHP内存管理机制是通过Zend Memory Manager实现的，其主要分配和管理以下几种类型的内存：

Per-Request Memory：每次HTTP请求时分配，请求结束后自动释放。
Shared Memory：在多个请求之间共享。
Leak Memory：没有被自动释放的内存。

上述内存类型都是通过Zend Memory Manager进行申请和释放。

PHP内存分配方式

PHP内存分配主要使用以下两种方式：

Malloc方式
mmap方式

Malloc方式

Malloc方式是通过C语言库的malloc函数在堆上动态申请内存，一般用于分配较小的内存空间。当PHP使用Malloc方式分配内存时，在PHP脚本执行结束或者调用zend_shutdown函数释放内存。

Mmap方式

Mmap方式是将文件或者设备映射到进程的虚拟地址空间。当PHP使用Mmap方式分配内存时，当PHP脚本执行结束后，操作系统自动释放内存。

PHP内存释放方式

PHP内存释放主要有两种方式：

主动释放
自动释放

主动释放

主动释放是通过PHP调用free函数手动释放内存，该函数只适用于通过malloc函数动态申请的内存。

例如，下面是一个手动释放内存的示例代码：

$data = "some data";
$ptr = malloc(strlen($data));
memcpy($ptr, $data, strlen($data));
free($ptr);

上面的代码，首先使用malloc函数动态申请字符串长度的内存空间，然后使用memcpy函数将字符串数据复制到内存空间，最后使用free函数释放内存空间。

自动释放

PHP的自动内存管理机制主要有垃圾回收机制和引用计数机制。

垃圾回收机制

PHP的垃圾回收机制主要通过内置的垃圾回收器实现，可以处理无法通过引用计数机制解决的内存泄漏问题。

垃圾回收是在内存中扫描未被引用的变量，并将其标记为可回收，待内存需要时再将其回收。

示例一

考虑以下示例代码：

<?php
function doSomething()
{
    $obj = new stdClass();
    $obj->message = "Hello world!";
    return $obj;
}

$data = doSomething();

当函数doSomething执行时，会动态创建一个名为$obj的stdClass对象，并设置它的message属性，然后返回该对象。在函数返回之后，函数内部的$obj对象将不再被引用，但由于垃圾回收机制的存在，该对象将自动被回收。

示例二

考虑以下示例代码：

<?php
function doSomething()
{
    $obj = new stdClass();
    $obj->message = "Hello world!";
    return $obj;
}

$data1 = doSomething();
$data2 = $data1;
$data3 = $data1;
unset($data1);
unset($data2);

在函数doSomething返回stdClass对象并引用它以后，函数返回后，该对象会被三个变量引用，即$data1、$data2和$data3。但是当通过unset函数释放$data1和$data2的引用以后，只有$data3还引用该对象，因此该对象不再是垃圾数据。但是由于PHP没有一种垃圾回收机制可以通过引用计数检测并回收变量，因此该对象将不能被回收，不过 PHP 也会照常释放内存。