php中small記憶體規格的計算（程式碼範例）

這篇文章帶給大家的內容是關於php中small記憶體規格的計算（程式碼範例），有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對你有幫助。

small記憶體分配計算bin_num

在PHP原始碼中，有一段對small記憶體規格的計算，具體在Zend/zend_alloc.c的zend_mm_small_size_to_bin函數中，其目的是傳入一個size ，計算對應的規格。見程式碼：

if (size <= 64) {
    /* we need to support size == 0 ... */
    return (size - !!size) >> 3;
} else {
    t1 = size - 1;
    t2 = zend_mm_small_size_to_bit(t1) - 3;
    t1 = t1 >> t2;
    t2 = t2 - 3;
    t2 = t2 << 2;
    return (int)(t1 + t2);
}

可以看出，這段程式碼中分為兩種情況來討論：

• 1、size小於等於64的情況；

• 2、size大於64的情況；

在下面我們對這兩種情況詳細分析下。

對於size小於等於64的情況

• 看ZEND_MM_BINS_INFO這個巨集知道當size小於等於64的情況是等差數列，遞增8，所以使用size除以8就行（源碼中是右移3位）size >> 3</pre> <li><p>但是要考慮到size等於8、 16等的情況，所以為<code>(size - 1) >> 3

• 然後要考慮到為0的情況，所以原始碼中對於-1的處理是!!size，當size為0的情況!!0 = 0。所以當size為0的情況就把-1轉換成了-0，最後有了原始碼中的表達式(size - !!size) >&gt ; 3

對於size大於64的情況

t1 = size - 1;
t2 = zend_mm_small_size_to_bit(t1) - 3;
t1 = t1 >> t2;
t2 = t2 - 3;
t2 = t2 << 2;
return (int)(t1 + t2);

初始懵逼

• ##初看這個程式碼，容易一臉懵逼，這些t1 t2 都是啥啊

• #不過不用怕，我們一點點來分析

##步驟分析

/* num, size, count, pages */
#define ZEND_MM_BINS_INFO(_, x, y) \
    _( 0,    8,  512, 1, x, y) \
    _( 1,   16,  256, 1, x, y) \
    _( 2,   24,  170, 1, x, y) \
    _( 3,   32,  128, 1, x, y) \
    _( 4,   40,  102, 1, x, y) \
    _( 5,   48,   85, 1, x, y) \
    _( 6,   56,   73, 1, x, y) \
    _( 7,   64,   64, 1, x, y) \
   
    _( 8,   80,   51, 1, x, y) \
    _( 9,   96,   42, 1, x, y) \
    _(10,  112,   36, 1, x, y) \    
    _(11,  128,   32, 1, x, y) \
    
    _(12,  160,   25, 1, x, y) \    
    _(13,  192,   21, 1, x, y) \
    _(14,  224,   18, 1, x, y) \    
    _(15,  256,   16, 1, x, y) \
    
    _(16,  320,   64, 5, x, y) \    
    _(17,  384,   32, 3, x, y) \
    _(18,  448,    9, 1, x, y) \    
    _(19,  512,    8, 1, x, y) \
    
    _(20,  640,   32, 5, x, y) \
    _(21,  768,   16, 3, x, y) \
    _(22,  896,    9, 2, x, y) \    
    _(23, 1024,    8, 2, x, y) \
    
    _(24, 1280,   16, 5, x, y) \
    _(25, 1536,    8, 3, x, y) \
    _(26, 1792,   16, 7, x, y) \    
    _(27, 2048,    8, 4, x, y) \
    
    _(28, 2560,    8, 5, x, y) \
    _(29, 3072,    4, 3, x, y)

#endif /* ZEND_ALLOC_SIZES_H */

• size = size - 1;

  這個是邊界情況，跟前面一樣，後面出現的size暫且都認為已近減一了

#假設不看這個原始碼，我們要實作在
• ZEND_MM_BINS_INFO

  中找到對應的bin_num

  ##由
ZEND_MM_BINS_INFO
• 得知後續的增加4個為一組，分別為

  2^4, 2^5, 2^6...

#有了這個分組資訊的話，我們要找siez對應的bin_num

找到這個size屬於哪一組

• 並且size在群組內的偏移量是多少

• 計算組的起始位置
那現在問題轉換成了上面3個小問題，我們一個一個來解決

• 找到size屬於哪一組
最簡單的辦法就是比大小是吧，可以用if...else 來一個一個比，但是顯然php源碼不是這樣幹的，那我們還有什麼其它的辦法呢？

• 我們看十進位看不出來什麼名堂，就把這些值轉成二進位看看吧

• 64  | 100 0000
  80  | 101 0000
  96  | 110 0000
  112 | 111 0000
  
  128 | 1000 0000
  160 | 1010 0000
  192 | 1100 0000
  224 | 1110 0000
  
  256 | 1 0000 0000
  320 | 1 0100 0000
  384 | 1 1000 0000
  448 | 1 1100 0000
  
  .....

我們看下上面的二進制，會發現每組的內的二進制長度相等，並且後面每個都比前面多一位

• 那就是說我們可以計算二進制的長度來決定它的分組，那麼二進制的長度又是啥呢，其實就是當前二進制的最高位為
1
• 的位數

  ##那麼問題又轉換成了求二進位中最高位元的

  1
的位元數

• 下面給出php原始碼的解法，這裡暫時不對其解析，只要知道它傳回的是二進位中最高位的

  1
的位數

• <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false">int n = 16; if (size &lt;= 0x00ff) {n -= 8; size = size &lt;&lt; 8;} if (size &lt;= 0x0fff) {n -= 4; size = size &lt;&lt; 4;} if (size &lt;= 0x3fff) {n -= 2; size = size &lt;&lt; 2;} if (size &lt;= 0x7fff) {n -= 1;} return n;</pre><div class="contentsignin">登入後複製</div></div>

#假設我們申請的size為65，那麼這裡的n回傳7

• 計算size在群組內的偏移量

這個簡單，直接用size減去每組的起始siez大小然後除以目前群組內的差值（16、32、64...）即可，也就是

(size-64)/16 (size-128)/32 (size-256)/64

• #現在來看看上一個步驟中的回傳的值，每個組分別是

  7、8、9...
，那我們現在來看看這樣的資料怎麼計算組內的偏移量

• <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false">(size - 2^4 * 4) / 16 = size / 2^4 - 4 (size - 2^5 * 4) / 32 = size / 2^5 - 4 (size - 2^6 * 4) / 64 = szie / 2^6 - 4</pre><div class="contentsignin">登入後複製</div></div>

那是不是可以用
7、8、9
減去
• 3

  得到4、5、6，這樣我們就可以根據它在哪一組的資訊來得到目前組的差值（16、32、64...） 當size為65時，偏移量是不是就是

• (64-64) / 2^4 = 0

  計算群組的起始位置

現在我們有了偏移量的信息，假定我們分組是1、2、3

• 那是不是就是用最高位的

  1
的位數減去
• 6

  就可以得到分組資訊了得到分組資訊之後，怎麼知道每組的起始位置呢

• ##我們知道起始位置分別是

  8、12、16...

  它也是一個等差數列，就是
4n 4

• 我們在看看size=65的那個例子

• 计算的偏移量是0

• 计算的起始位置是4*1 + 4 = 8

• 所以当size=65的bin_num就是起始位置加上偏移量 8 + 0 = 8

• 我们再看一个size=129的例子

• 二进制中最高位的1的位数为8

• 然后用8减去3得到5

• (129 - 1 - 32 * 4) / 64 = 0

• 偏移量是

• 计算起始位置是 4 * 2 + 4 = 12

• 两者相加就是 12 + 0 = 0

• size=193

• 二进制中最高位的1的位数为8

• (193 - 1 - 32 * 4) / 64 = 2

• 偏移量是

• 计算起始位置是 4 * 2 + 4 = 12

• 两者相加就是 12 + 2 = 14

• size=1793

• 二进制中最高位的1的位数为11

• (1793 - 1 - 256 * 4) / 256 = 3

• 偏移量是

• 计算起始位置是 4 * 5 + 4 = 24

• 两者相加就是 24 + 3 = 27

代码分析

php实现代码

1 t1 = size - 1;
2 t2 = zend_mm_small_size_to_bit(t1) - 3;
3 t1 = t1 >> t2;
4 t2 = t2 - 3;
5 t2 = t2 << 2;
6 return (int)(t1 + t2);

第一行

• t1 = size - 1;

• 是为了考虑size为64、128...这些边界情况

第二行

• t2 = zend_mm_small_size_to_bit(t1) - 3;

• 这里调用了zend_mm_small_size_to_bit这个函数，我们看看这个函数

/* higher set bit number (0->N/A, 1->1, 2->2, 4->3, 8->4, 127->7, 128->8 etc) */

int n = 16;
if (size <= 0x00ff) {n -= 8; size = size << 8;}
if (size <= 0x0fff) {n -= 4; size = size << 4;}
if (size <= 0x3fff) {n -= 2; size = size << 2;}
if (size <= 0x7fff) {n -= 1;}
return n;

• 看注释我们就知道这个函数是用来返回当前size二进制中最高位1的位数，具体的做法呢其实就是二分法

• 我们通过zend_mm_small_size_to_bit这个函数获取了size二进制中最高位1的位数，那么这个 -3 是什么神奇的操作呢

  (size - 2^4 * 4) / 16 = size / 2^4 - 4  
  
  (size - 2^5 * 4) / 32 = size / 2^5 - 4 
  
  (size - 2^6 * 4) / 64 = szie / 2^6 - 4

• 这里获取二进制的位数是7、8、9...通过 -3 的操作来获取相应的 4、5、6...

• 上问的分析中提到，我们计算size在组内的偏移量的公式

第三行

• t1 = t1 >> t2;</pre> <li><p>把t1右移t2位，这又是什么神奇的操作？</p></li> <li><p>这里我们把最后计算bin_num的数学公式给写出来，它是等于每组的起始位置加上组内的偏移量</p></li> <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false">binnum = (4n + 4) + (size / 2^n - 4) binnum = 4n + size / 2^n</pre><div class="contentsignin">登入後複製</div></div><div class="contentsignin">登入後複製</div></div> <ul class=" list-paddingleft-2"><li><p>所以第三行的意思我们就知道了，就是size右移2^n次方为</p></li></ul> <h4 id="第四行">第四行</h4> <ul class=" list-paddingleft-2"> <li><p><code>t2 = t2 - 3;

• 这个好理解，可以参照上文得到每组的起始位置的方法

第五行

• t2 = t2 << 2;

• 我们再看看bin_num的计算公式

binnum = (4n + 4) + (size / 2^n - 4)

binnum = 4n + size / 2^n

• 那么这行就好理解了，就是计算每组的起始位置4n对吧，左移两位就是乘以4

第六行

• return (int)(t1 + t2);

• 这行没啥说的，就是返回了一个int类型的bin_num

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