PHP寫時複製（Copy On Write）

從一個例子說起：

<?php
$foo = 1;
$bar = $foo;
echo $foo + $bar;

變數 $foo 賦值給變數 $bar，這兩個變數具有相同的值，沒有必要新申請記憶體空間，他們可以共享同一塊記憶體。在許多場景下PHP 的 COW 對記憶體進行最佳化。例如：變數的多次賦值、函數參數傳遞，並在函數體內修改實參等。

什麼是「複製」

這是一段摘自鳥哥部落格的例子，說的比較清楚，就直接貼過來了。

<?php
   $var = "laruence";
   $var_dup = $var;
   $var = 1;
?>

很明顯在這段程式碼執行以後，$var_dup 的值應該還是」laruence」, 那麼這又是怎麼實現的呢？這就是PHP 的copy on write 機制：

PHP 在修改一個變數以前，會先查看這個變數的refcount，如果refcount 大於1，PHP 就會執行一個分離的例程， 對於上面的程式碼，執行到第三行的時候，PHP 發現$var 指向的zval 的refcount 大於1，那麼PHP 就會複製一個新的zval 出來，將原zval 的refcount 減1，並修改symbol_table，使得$var 和$var_dup分離(Separation)。這個機制就是所謂的 copy on write(寫時複製)。

寫時複製應用場景

寫時複製（Copy on Write，也縮寫為COW)的應用場景非常多， 例如Linux中對進程複製中內存使用的最佳化，在各種程式語言中，如C 的STL等等中均有類似的應用。 COW是常用的最佳化手段，可以歸類於：資源延遲分配。只有在真正需要使用資源時才佔用資源， 寫時複製通常能減少資源的佔用。

一個證明 PHP COW 最佳化記憶體佔用的例子：

<?php
$j = 1;
var_dump(memory_get_usage());
 
$tipi = array_fill(0, 100000, &#39;php-internal&#39;);
var_dump(memory_get_usage());
 
$tipi_copy = $tipi;
var_dump(memory_get_usage());
 
foreach ($tipi_copy as $i) {
    $j += count($i);
}
var_dump(memory_get_usage());

運行結果：

$ php t . php
int(630904)
int(10479840)
int(10479944)
int(10480040)

記憶體並沒有顯著提高。

「寫入時複製」的原理

多個相同值的變數共用同一塊記憶體的確節省了記憶體空間，但變數的值是會改變的，如果在上面的例子中， 指向同一記憶體的值發生了變化（或可能發生變化），就需要將變化的值「分離」出去，這個「分離」的操作， 就是「複製」。

在PHP中，Zend引擎為了區別同一個zval位址是否被多個變數共享，引入了ref_count和is_ref兩個變數進行識別：

ref_count和is_ref是定義於zval結構體中

is_ref標識是不是使用者使用& 的強制引用；

ref_count是引用計數，用於標識此zval被多少個變數引用，即COW的自動引用，為0時會被銷毀；

註：由此可見， $a=$b; 與$a=&$b; 在PHP對記憶體的使用上沒有區別（值不變化時）；

相信大家也可以了解到PHP中COW的實現原理： PHP 中的COW 基於引用計數ref_count 和is_ref 實現， 多一個變量指針，就將ref_count 加1， 反之減去1，減去0 就銷毀； 同理，多一個強制引用&,就將is_ref 加1，反之減去1。

以上是PHP寫時複製（Copy On Write）的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！