PHP5.3のガベージコレクション機構について

struct _zval_struct {
/* 変数情報 */
zvalue_value value; /* value */
zend_uint refcount__gc;
zend_uchar type; /* アクティブな型 */
zend_uchar is_ref__gc;
};

PHP5.3より前のバージョンと比較すると、新しいガベージコレクション機構のために、参照カウントフィールドrefcountと参照フィールドis_refの後に__gcが追加されています。 PHP のソース コード スタイルでは、多数のマクロが非常に特徴的です。これらのマクロは、インターフェイス層に相当し、ALLOC_ZVAL マクロなど、インターフェイス層の下にある一部の実装を保護します。このマクロは、PHP のメモリ管理割り当て関数 emalloc を直接呼び出してメモリを割り当てていました。 by 変数の型とサイズが決定されます。 ガベージ コレクション メカニズムの導入後、ALLOC_ZVAL マクロは新しいガベージ コレクション ユニット構造を直接採用します。割り当てられるサイズはすべて同じであり、メモリを割り当てた後、zval_gc_info 構造によって占有されるメモリ サイズになります。この構造体は初期化されます。

/* 次のマクロは、zend_alloc.h のマクロをオーバーライドします */
#undef ALLOC_ZVAL
#define ALLOC_ZVAL(z)
do {
(z) = (zval*)emalloc(sizeof(zval_gc_info));
GC_ZVAL_INIT(z);
} while (0)

zend_gc.h ファイルは zend.h の 749 行目で参照されています: #include "zend_gc.h" により、237 行目で参照されている ALLOC_ZVAL が置き換えられますzend_alloc.h ファイル内の他のマクロ 新しいマクロでは、割り当てられたメモリ サイズと割り当て内容が変更され、以前の純粋なメモリ割り当てにすべての内容が追加されました。 zval_gc_info 構造内:

zval z;
union {
gc_root_buffer *buffered;
struct _zval_gc_info *next;
} u;
} コピーコード

static ZEND_INI_MH(OnUpdateGCEnabled) /* {{{ */

{

}
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()


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zend.enable_gc 対応する操作関数は ZEND_INI_MH (OnUpdateGCEnabled) です。ガベージ コレクション メカニズムがオンになっている場合、つまり GC_G (gc_enabled) が true の場合、gc_init 関数が呼び出され、ガベージ コレクション メカニズムの初期化操作が実行されます。 gc_init 関数は zend/zend_gc.c の 121 行目にあります。この関数はガベージ コレクション メカニズムがオンになっているかどうかを決定します。オンになっている場合、メカニズム全体が初期化されます。つまり、割り当てのために malloc が直接呼び出されます。キャッシュ リスト全体に対して 10,000 個の gc_root_buffer メモリ スペース。 ここでの 10000 はコード内にハードコーディングされており、マクロ GC_ROOT_BUFFER_MAX_ENTRIES として存在します。この値を変更する必要がある場合は、ソース コードを変更して PHP を再コンパイルする必要があります。 gc_init 関数は、メモリの事前割り当て後に gc_reset 関数を呼び出し、メカニズム全体で使用されるいくつかのグローバル変数をリセットします。たとえば、gc 実行数 (gc_runs) や gc 内のガベージ (収集された) の数の統計を 0 に設定します。 、および二重リンクリストの先頭ノードを設定します。前のノードと次のノードはそれ自体を指します。ガベージ コレクション メカニズム用に前述したグローバル変数に加えて、他にも一般的に使用される変数があり、その一部については以下で説明します。
 
zend_bool gc_enabled; /* ガベージコレクションメカニズムを有効にするかどうか*/
zend_bool gc_active; /* 事前に割り当てられたバッファー配列、デフォルトは 10000 (バッファーの事前割り当て配列) */
gc_root_buffer root; /* サイクルの可能なルートのリスト */
gc_root_buffer *unused; /* 未使用のバッファーのリスト */
gc_root_buffer *first_unused; /* 最初へのポインター未使用のバッファ ノード (最初の未使用のバッファへのポインタ) */
gc_root_buffer *last_unused; /* 最後の未使用のバッファ ノードへのポインタ、この最後の未使用のバッファへのポインタ */
zval_gc_info *zval_to_free; /* 解放する zval の一時リスト */
zval_gc_info *free_list; /* 一時変数、必須 解放されたリストの先頭 */
zval_gc_info *next_to_free; /* 一時変数、次に解放される変数の場所 */
zend_uint gc_runs; /* gc 実行数の統計*/
zend_uintcollected; /* gc 内のガベージの数 */
// 省略...
}


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#if DEBUG_ZEND>=2
printf("%x (%x) の参照カウントを削減しています: %d-> ;%DN ", *ZVAL_PTR, ZVAL_PTR, Z_REFCOUNT_PP (ZVAL_PTR), Z_REFCOUNT_PP (ZVAL_PTR) - 1); Fcount_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_RE FCOUNT_PP(zval_ptr ) == 1) {
Z_ UNSET_ISREF_PP(zval_ptr) ;
}
GC_ZVAL_CHECK_POSSIBLE_ROOT(*zval_ptr);
}
}
/* }}} */


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コードから、この zval の破棄プロセスが明確にわかります。次の 2 つの操作が参照カウント フィールドに対して実行されます。
変数の参照カウントが 1 の場合、つまり参照カウントが 1 減算されて 0 になった場合、変数は直接クリアされます。現在の変数がキャッシュされている場合、変数の参照カウントが 1 より大きい場合、つまり、1 を引いた後の参照カウントが 0 より大きい場合、変数はガベージ リストに入れられます。変更に参照がある場合は、その参照を削除します。 
変数をガベージ リストに入れる操作は GC_ZVAL_CHECK_POSSIBLE_ROOT で、これもマクロで関数 gc_zval_check_possible_root に対応しますが、この関数は配列とオブジェクトに対してガベージ コレクション操作のみを実行します。配列変数とオブジェクト変数の場合は、gc_zval_possible_root 関数を呼び出します。
 
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_COL OR(zv) == GC_BLACK) &&
 (GC_ZVAL_ADDRESS(zv) < GC_G(buf) ||
GC_ZVAL_ADDRESS(zv) >= GC_G(last_unused))) {
/* 指定された zval は、
* 現在実行中の GC によって削除される予定のガベージです* /
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_ RPLE) {
GC_ZVAL_SET_PURPLE (zv);
if (!GC_ZVAL_ADDRESS(zv)) {
gc_root_buffer *newRoot = GC_G(未使用);
if (newRoot) {
GC_G(未使用) = 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-＆gt; refcount__gc ++;
gc_collect_cycles（tsrmls_c）;
GC _G (未使用) = 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->ハンドル = 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);
}
}
}


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前述したように、gc_zval_check_possible_root 関数は配列とオブジェクトに対してのみガベージ コレクション操作を実行します。ただし、gc_zval_possible_root 関数では、オブジェクト型の変数に対して GC_ZOBJ_CHECK_POSSIBLE_ROOT マクロが呼び出されます。ガベージ コレクション メカニズムに使用できる他の変数タイプの場合、呼び出しプロセスは次のとおりです。
zval ノード情報がノード バッファーに入れられているかどうかを確認し、ノード バッファーに入れられている場合は、直接返すことでパフォーマンスを最適化できます。 次に、オブジェクト ノードを処理し、その後の操作を実行せずに直接戻り、ノードが紫色にマークされているかどうかを確認します。これは、ノードが 1 回だけ追加されるようにするためです。 . バッファー操作。 
 ノードの色を紫としてマークします。これは、ノードがバッファに追加されており、次回追加する必要がないことを示します。
新しいノードの場所を見つけて、バッファーがいっぱいの場合はガベージ コレクションを実行します。
バッファが配置されている二重リンクリストに新しいノードを追加します。
gc_zval_possible_root 関数では、バッファがいっぱいになると、プログラムは gc_collect_cycles 関数を呼び出してガベージ コレクション操作を実行します。 最も重要な手順は次のとおりです。
行 628 は、公式ドキュメントのアルゴリズムのステップ B です。このアルゴリズムは、深さ優先検索を使用してすべての可能なルートを見つけた後、各変数コンテナーの参照カウントを 1 ずつ減分します。デクリメントされていない 2 つの「1」が 1 減算された灰色のマークでマークされます。
629 行目 これはアルゴリズムのステップ C で、アルゴリズムは再び各ルート ノードに対して深さ優先検索を使用し、各変数コンテナの参照カウントをチェックします。 参照カウントが 0 の場合、変数コンテナーは白でマークされます。参照カウントが 0 より大きい場合は、深さ優先検索を使用してこの時点で参照カウントを減分 (つまり、参照カウントを 1 ずつ増やし) した操作を再開し、それらを黒で再マークします。
630 行目 アルゴリズムの最後のステップ D では、アルゴリズムはルート バッファーを走査してそこから変数コンテナー ルート (zval ルート) を削除し、同時に、前のステップで白とマークされた変数コンテナーがあるかどうかを確認します。 。白でマークされた各変数コンテナはクリアされます。 [gc_collect_cycles() -> gc_collect_roots() -> zval_collect_white() ] では、白でマークされたノードがグローバル変数 zval_to_free リストに追加されることがわかります。このリストは後で使用します。
PHP のガベージ コレクション メカニズムは、実行中にステータスを 4 色でマークします。
GC_WHITE 白はゴミを意味します
GC_PURPLE 紫はバッファに入れられたことを意味します
GC_GREY 灰色は、refcount を 1 つ減らす操作が実行されたことを示します
GC_BLACK 黒はデフォルトの色で、通常の色です。
関連するタグとオペレーションコードは次のとおりです。
 

#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))
 上記のビットでステータスをマークする方法は、PHP ソース コードでより頻繁に使用されます。メモリ管理で使用されます。 、など。これは比較的効率的で経済的な解決策です。ただし、データベースを設計するときは、このメソッドをフィールドに使用できない場合があります。より直感的で読みやすい方法で実装する必要があります。