Analyse des PHP7-Garbage-Collection-Mechanismus (GC).

Garbage-Collection-Mechanismus

Der Garbage-Collection-Mechanismus ist ein dynamisches Speicherzuweisungsschema. Es gibt automatisch zugewiesene Speicherblöcke frei, die vom Programm nicht mehr benötigt werden. Der Prozess der automatischen Speicherrückgewinnung wird Garbage Collection genannt. Der Garbage-Collection-Mechanismus ermöglicht es Programmierern, sich nicht zu viele Gedanken über die Programmspeicherzuweisung zu machen, sodass sie mehr Energie in die Geschäftslogik investieren können. Unter den verschiedenen heute populären Sprachen ist der Garbage-Collection-Mechanismus ein gemeinsames Merkmal der neuen Sprachgeneration.

Erzeugung von Müll

Komplexe Typen in PHP7, wie Strings, Arrays, Objekte usw., haben einen GC im Header. Die Rolle dieses GC wird zur Unterstützung der Garbage Collection verwendet. Wenn eine Variable zugewiesen oder übertragen wird, wird die Referenzzahl des Werts erhöht. Wenn die Variable durch Unset, Return usw. freigegeben wird, wird die Referenzzahl subtrahiert. Wenn festgestellt wird, dass der Refcount 0 wird Der Wert wird direkt freigegeben. Dies ist der grundlegende Recyclingprozess von Variablen.

Es gibt jedoch ein Problem, das dieser Mechanismus nicht lösen kann, nämlich das Problem der Zirkelverweise.

Was ist ein Zirkelverweis? Einfach ausgedrückt bezieht sich der in der Variablen gespeicherte Wert auf die Variable selbst. Dieser Vergleich erfolgt häufig bei Variablen vom Typ Array und Objekt.

Lassen Sie uns zunächst über Referenzen sprechen, d. h. über den Typ zend_reference. Dies ist ein neuer Variablentyp in PHP7. Wenn die Operation „&“ für eine Variable verwendet wird, wird eine neue Zwischenstruktur erstellt Die Struktur verweist tatsächlich auf die entsprechende Wertstruktur.

Zum Beispiel:

// 当进行如下赋值操作时
$a = 'hello'; // $a -> zend_string
$b = $a; // $b,$a -> zend_string
$c = &$b; // $c,$b -> zval(type = IS_REFERENCE, refcount = 2) -> zend_string

wird schließlich so aussehen:

Das heißt, der Zval von $b und $c ist durch Die mittlere Struktur zend_reference zeigt dann auf den endgültigen zend_string.

Zurück zum Problem der Zirkelverweise, hier ist ein Beispiel für Array-Zirkelverweise:

$a = [1];
$a[] = &$a;
unset($a);

Nach Verwendung der &-Operation wird die Variable a zu einem Referenztyp und der Referenzzähler refcount ist 2 , und ein Wert wird zugewiesen Das Element in sich selbst, das heißt, die Variable a wird zu einem Verweis auf sich selbst.

Die Details sind wie folgt:

Wenn es deaktiviert ist, sieht es wie im Bild unten aus:

Das heißt, der zval-Typ, in dem sich $a befindet, ist zu IS_UNDEF geworden, und der Referenzzähler der zend_reference-Struktur wird um 1 reduziert, ist aber immer noch größer als 0. Zu diesem Zeitpunkt wird dieser Teil der Struktur zu Müll. Wenn dies nicht verarbeitet wird, kann es zu einem Speicherverlust kommen. Hier benötigen Sie den Garbage Collector, um diesen Teil im Puffer zu sammeln und ihn dann zu recyceln.

Recycling-Prozess

Wenn der Refcount einer Variablen nach der Reduzierung größer als 0 ist, führt PHP nicht sofort eine Müllerkennung und -recycling für diese Variable durch, sondern wird dies tun Legen Sie stattdessen a in den Puffer, warten Sie, bis der Puffer voll ist (10.000 Werte) und verarbeiten Sie ihn dann einheitlich. Was dem Puffer hinzugefügt wird, ist der gc in der Variablen zend_value. Derzeit wird Müll nur in zwei Typen angezeigt: Arrays und Objekte Bei Arrays beziehen sich die Mitgliedsattribute, wie bereits erwähnt, auf das Objekt selbst. Bei anderen Typen verweisen die Mitglieder in den Variablen nicht auf die Variablen selbst, sodass nur eine Speicherbereinigung erfolgt Verarbeiten Sie diese beiden Arten von Variablen.

Die Struktur von gc zend_refcounted_h ist wie folgt:

typedef struct _zend_refcounted_h {
    uint32_t         refcount; // 记录 zend_value 的引用数
    union {
        struct {
            zend_uchar    type,  // zend_value的类型, 与zval.u1.type一致
            zend_uchar    flags, 
            uint16_t      gc_info // GC信息，记录在 gc 池中的位置和颜色，垃圾回收的过程会用到
        } v;
        uint32_t type_info;
    } u;
} zend_refcounted_h;

Eine Variable kann nur einmal zum Puffer hinzugefügt werden. Um ein wiederholtes Hinzufügen zu verhindern, wird zend_refcounted_h.gc_info nach dem auf GC_PURPLE gesetzt Wird eine Variable hinzugefügt, die lila markiert ist, wird sie in Zukunft nicht mehr wiederholt eingefügt.

Der Garbage-Puffer ist eine zweifach verknüpfte Liste. Wenn der Puffer voll ist, wird der Garbage-Check-Prozess gestartet: Durchlaufen Sie den Puffer, durchlaufen Sie alle Mitglieder der aktuellen Variablen und reduzieren Sie dann den Refcount der Mitglied um 1 (wenn das Mitglied noch Untermitglieder enthält, wird es auch rekursiv durchlaufen, dh die Tiefendurchquerung), und schließlich wird die Referenz der aktuellen Variablen überprüft, wenn sie auf 0 reduziert wird , es ist Müll. Das Kernprinzip dieses Algorithmus ist: Müll wird dadurch verursacht, dass Mitglieder auf sich selbst verweisen. Reduzieren Sie dann die Referenzen auf alle Mitglieder. Wenn festgestellt wird, dass der Refcount der endgültigen Variablen selbst 0 wird, bedeutet dies, dass alle ihre Referenzen von ihr selbst stammen Mitglieder, also irgendwo anders. Wenn Sie es nicht mehr verwenden, ist es Müll und muss recycelt werden. Andernfalls bedeutet dies, dass es sich nicht um Müll handelt und aus dem Puffer entfernt werden muss. Der spezifische Prozess ist wie folgt:

(1) Beginnen Sie mit der Durchquerung von den Wurzeln der pufferverknüpften Liste, markieren Sie den aktuellen Wert als grau (zend_refcounted_h.gc_info ist auf GC_GREY gesetzt) ​​und führen Sie dann eine Tiefenprüfung durch Durchlaufen der Mitglieder des aktuellen Werts und Der Refcount des Mitgliedswerts wird um 1 reduziert und ist ebenfalls grau markiert

(2) Durchlaufen Sie die Pufferverknüpfungsliste wiederholt und prüfen Sie, ob die aktuelle Wertreferenz 0 ist. Wenn sie 0 ist, bedeutet dies, dass es sich tatsächlich um Müll handelt. Markieren Sie sie als weiß (GC_WHITE). Alle Referenzen von seinen eigenen Mitgliedern. Möglicherweise bedeutet dies, dass es externe Referenzen gibt und es sich nicht um Müll handelt. Da in Schritt (1) die Referenzanzahl der Mitglieder um 1 subtrahiert wird, muss eine Tiefendurchquerung durchgeführt werden Erhöhen Sie von allen Mitgliedern den Mitglieds-Refcount um 1 und markieren Sie ihn als Schwarz Wird alles echter Müll sein und diesen Müll endlich beseitigen.

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