垃圾回收机制是一种动态存储分配方案。它会自动释放程序不再需要的已分配的内存块。 自动回收内存的过程叫垃圾收集。垃圾回收机制可以让程序员不必过分关心程序内存分配，从而将更多的精力投入到业务逻辑。 在现在的流行各种语言当中，垃圾回收机制是新一代语言所共有的特征，如Python、PHP、Eiffel、C#、Ruby等都使用了垃圾回收机制。 虽然垃圾回收是现在比较流行的做法，但是它的年纪已经不小了。早在20世纪60年代MIT开发的Lisp系统中就已经有了它的身影， 但是由于当时技术条件不成熟，从而使得垃圾回收机制成了一个看起来很美的技术，直到20世纪90年代Java的出现，垃圾回收机制才被广泛应用。
PHP也在语言层实现了内存的动态管理，这在前面的章节中已经有了详细的说明， 内存的动态管理将开发人员从繁琐的内存管理中解救出来。与此配套，PHP也提供了语言层的垃圾回收机制， 让程序员不必过分关心程序内存分配。
在PHP5.3版本之前，PHP只有简单的基于引用计数的垃圾回收，当一个变量的引用计数变为0时， PHP将在内存中销毁这个变量，只是这里的垃圾并不能称之为垃圾。 并且PHP在一个生命周期结束后就会释放此进程/线程所点的内容，这种方式决定了PHP在前期不需要过多考虑内存的泄露问题。 但是随着PHP的发展，PHP开发者的增加以及其所承载的业务范围的扩大，在PHP5.3中引入了更加完善的垃圾回收机制。 新的垃圾回收机制解决了无法处理循环的引用内存泄漏问题。PHP5.3中的垃圾回收机制使用了文章引用计数系统中的同步周期回收(Concurrent Cycle Collection in Reference Counted Systems) 中的同步算法。关于这个算法的介绍我们就不再赘述，在PHP的官方文档有图文并茂的介绍：回收周期(Collecting Cycles)。
如前面所说，在PHP中，主要的内存管理手段是引用计数，引入垃圾收集机制的目的是为了打破引用计数中的循环引用，从而防止因为这个而产生的内存泄露。 垃圾收集机制基于PHP的动态内存管理而存在。PHP5.3为引入垃圾收集机制，在变量存储的基本结构上有一些变动，如下所示：
复制代码 代码如下:
struct _zval_struct {
/* Variable information */
zvalue_value value; /* value */
zend_uint refcount__gc;
zend_uchar type; /* active type */
zend_uchar is_ref__gc;
};
复制代码 代码如下:
/* The following macroses override macroses from zend_alloc.h */
#undef ALLOC_ZVAL
#define ALLOC_ZVAL(z) \
do { \
(z) = (zval*)emalloc(sizeof(zval_gc_info)); \
GC_ZVAL_INIT(z); \
} while (0)
复制代码 代码如下:
typedef struct _zval_gc_info {
zval z;
union {
gc_root_buffer *buffered;
struct _zval_gc_info *next;
} u;
} zval_gc_info;
复制代码 代码如下:
static ZEND_INI_MH(OnUpdateGCEnabled) /* {{{ */
{
OnUpdateBool(entry, new_value, new_value_length, mh_arg1, mh_arg2, mh_arg3, stage TSRMLS_CC);
if (GC_G(gc_enabled)) {
gc_init(TSRMLS_C);
}
return SUCCESS;
}
/* }}} */
ZEND_INI_BEGIN()
ZEND_INI_ENTRY("error_reporting", NULL, ZEND_INI_ALL, OnUpdateErrorReporting)
STD_ZEND_INI_BOOLEAN("zend.enable_gc", "1", ZEND_INI_ALL, OnUpdateGCEnabled, gc_enabled, zend_gc_globals, gc_globals)
#ifdef ZEND_MULTIBYTE
STD_ZEND_INI_BOOLEAN("detect_unicode", "1", ZEND_INI_ALL, OnUpdateBool, detect_unicode, zend_compiler_globals, compiler_globals)
#endif
ZEND_INI_END()
复制代码 代码如下:
typedef struct _zend_gc_globals {
zend_bool gc_enabled; /* 是否开启垃圾收集机制 */
zend_bool gc_active; /* 是否正在进行 */
gc_root_buffer *buf; /* 预分配的缓冲区数组，默认为10000（preallocated arrays of buffers） */
gc_root_buffer roots; /* 列表的根结点（list of possible roots of cycles） */
gc_root_buffer *unused; /* 没有使用过的缓冲区列表(list of unused buffers) */
gc_root_buffer *first_unused; /* 指向第一个没有使用过的缓冲区结点（pointer to first unused buffer） */
gc_root_buffer *last_unused; /* 指向最后一个没有使用过的缓冲区结点，此处为标记结束用(pointer to last unused buffer) */
zval_gc_info *zval_to_free; /* 将要释放的zval变量的临时列表（temporaryt list of zvals to free） */
zval_gc_info *free_list; /* 临时变量，需要释放的列表开头 */
zval_gc_info *next_to_free; /* 临时变量，下一个将要释放的变量位置*/
zend_uint gc_runs; /* gc运行的次数统计 */
zend_uint collected; /* gc中垃圾的个数 */
// 省略...
}
复制代码 代码如下:
ZEND_API void _zval_ptr_dtor(zval **zval_ptr ZEND_FILE_LINE_DC) /* {{{ */
{
#if DEBUG_ZEND>=2
printf("Reducing refcount for %x (%x): %d->%d\n", *zval_ptr, zval_ptr, Z_REFCOUNT_PP(zval_ptr), Z_REFCOUNT_PP(zval_ptr) - 1);
#endif
Z_DELREF_PP(zval_ptr);
if (Z_REFCOUNT_PP(zval_ptr) == 0) {
TSRMLS_FETCH();
if (*zval_ptr != &EG(uninitialized_zval)) {
GC_REMOVE_ZVAL_FROM_BUFFER(*zval_ptr);
zval_dtor(*zval_ptr);
efree_rel(*zval_ptr);
}
} else {
TSRMLS_FETCH();
if (Z_REFCOUNT_PP(zval_ptr) == 1) {
Z_UNSET_ISREF_PP(zval_ptr);
}
GC_ZVAL_CHECK_POSSIBLE_ROOT(*zval_ptr);
}
}
/* }}} */
复制代码 代码如下:
ZEND_API void gc_zval_possible_root(zval *zv TSRMLS_DC)
{
if (UNEXPECTED(GC_G(free_list) != NULL &&
GC_ZVAL_ADDRESS(zv) != NULL &&
GC_ZVAL_GET_COLOR(zv) == GC_BLACK) &&
(GC_ZVAL_ADDRESS(zv) GC_ZVAL_ADDRESS(zv) >= GC_G(last_unused))) {
/* The given zval is a garbage that is going to be deleted by
* currently running GC */
return;
}
if (zv->type == IS_OBJECT) {
GC_ZOBJ_CHECK_POSSIBLE_ROOT(zv);
return;
}
GC_BENCH_INC(zval_possible_root);
if (GC_ZVAL_GET_COLOR(zv) != GC_PURPLE) {
GC_ZVAL_SET_PURPLE(zv);
if (!GC_ZVAL_ADDRESS(zv)) {
gc_root_buffer *newRoot = GC_G(unused);
if (newRoot) {
GC_G(unused) = newRoot->prev;
} else if (GC_G(first_unused) != GC_G(last_unused)) {
newRoot = GC_G(first_unused);
GC_G(first_unused)++;
} else {
if (!GC_G(gc_enabled)) {
GC_ZVAL_SET_BLACK(zv);
return;
}
zv->refcount__gc++;
gc_collect_cycles(TSRMLS_C);
zv->refcount__gc--;
newRoot = GC_G(unused);
if (!newRoot) {
return;
}
GC_ZVAL_SET_PURPLE(zv);
GC_G(unused) = newRoot->prev;
}
newRoot->next = GC_G(roots).next;
newRoot->prev = &GC_G(roots);
GC_G(roots).next->prev = newRoot;
GC_G(roots).next = newRoot;
GC_ZVAL_SET_ADDRESS(zv, newRoot);
newRoot->handle = 0;
newRoot->u.pz = zv;
GC_BENCH_INC(zval_buffered);
GC_BENCH_INC(root_buf_length);
GC_BENCH_PEAK(root_buf_peak, root_buf_length);
}
}
}
复制代码 代码如下:
#define GC_COLOR 0x03
#define GC_BLACK 0x00
#define GC_WHITE 0x01
#define GC_GREY 0x02
#define GC_PURPLE 0x03
#define GC_ADDRESS(v) \
((gc_root_buffer*)(((zend_uintptr_t)(v)) & ~GC_COLOR))
#define GC_SET_ADDRESS(v, a) \
(v) = ((gc_root_buffer*)((((zend_uintptr_t)(v)) & GC_COLOR) | ((zend_uintptr_t)(a))))
#define GC_GET_COLOR(v) \
(((zend_uintptr_t)(v)) & GC_COLOR)
#define GC_SET_COLOR(v, c) \
(v) = ((gc_root_buffer*)((((zend_uintptr_t)(v)) & ~GC_COLOR) | (c)))
#define GC_SET_BLACK(v) \
(v) = ((gc_root_buffer*)(((zend_uintptr_t)(v)) & ~GC_COLOR))
#define GC_SET_PURPLE(v) \
(v) = ((gc_root_buffer*)(((zend_uintptr_t)(v)) | GC_PURPLE))
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