PHP7垃圾回收机制详解（附GC处理完整流程图）

垃圾回收：

简称GC。顾名思义，就是废物重利用的意思。
说垃圾回收机制之前，先接触一下内存泄漏。

推荐教程：《PHP7》

内存泄漏：

某大神重口味充满画面感的形象解释：

大概意思就是申请了一块地儿拉了会儿屎，拉完后不收拾，那么那块儿地就算是糟蹋了，地越用越少，最后一地全是屎。说到底一句，用了记得还。一定程度上说，垃圾回收机制就是用来擦屁股的。

c语言垃圾回收机制：

如果用过C语言，那么申请内存的方式是malloc或者是calloc，然后你用完这个内存后，一定不要忘了用free函数去释放掉，这就是手动垃圾回收，一般都是大神用这种方式。

php的自动垃圾回收机制是怎样的呢？

这个问题我们先这么想，我们都知道php是C语言实现的。你想想如何用C语言实现对一个变量的统计以及释放。C语言是如何实现一个变量，从声明开始到最后没人用了，就把这个变量所占的内存给释放掉（被垃圾回收）。

PHP进行内存管理的核心算法一共两项：
一是引用计数，二是写时拷贝

声明一个PHP变量的时候，C语言就在底层生成一个叫做zval的struct（结构体），如下：

zval {
string "a" //变量的名字是a
value zend_value //变量的值，联合体
type string //变量是字符串类型
}

zval struct结构体

（1）保存php $a的变量名
（2）php $a的变量类型
（3）php变量$a的zend_value联合体

如果给变量赋值了，比如“hello world”，那么C语言就在底层再生成一个叫做zend_value的union（联合体）

zend_value {
string "hello world" //值的内容
refcount 1 //引用计数
}

zend_value的union（联合体）

（1）保存php $a的变量的值hello world
（2）记录php $a变量引用次数

看到 zval struct结构体和zend_value，如果面试官问你php变量为什么能够保存字符串"123"也能保存数字123，你知道该怎么回答了吧？就答出重点zval中有该变量的类型，当是字符串123的时候，type就是string，此时value指向“123”；当是整数123的时候，zval的type为int，value为123。

何为引用计数？

代码实战解析php变量引用计数

$a = 'hello,world';
echo xdebug_debug_zval( 'a');//refcount=1
$b = $a;
echo xdebug_debug_zval( 'a'); //$b引用$a,故变量a，refcount=2
$c = $a;
echo xdebug_debug_zval( 'a'); //$c引用$a,故变量a，refcount=3
unset( $c );
echo xdebug_debug_zval( 'a');//删除了$c的引用，故变量a，refcount=2

运行结果：

a:
(refcount=1, is_ref=0)string 'hello,world' (length=11)
a:
(refcount=2, is_ref=0)string 'hello,world' (length=11)
a:
(refcount=3, is_ref=0)string 'hello,world' (length=11)
a:
(refcount=2, is_ref=0)string 'hello,world' (length=11)

何为拷贝复制？

$a = 'hello';
$b = $a;//$a赋值给$b的时候，$a的值并没有真的复制了一份
echo xdebug_debug_zval( 'a');//$a的引用计数为2
$a = 'world';//当我们修改$a的值为123的时候，这个时候就不得已进行复制，避免$b的值和$a的一样
echo xdebug_debug_zval( 'a');///$a的引用计数为1

运行结果：

a:
(refcount=2, is_ref=0)string 'hello' (length=5)
a:
(refcount=1, is_ref=0)string 'world' (length=5)

其实，当你把$a赋值给$b的时候，$a的值并没有真的复制了一份，这样是对内存的极度不尊重，也是对时间复杂度的极度不尊重，计算机仅仅是将$b指向了$a的值而已，这就叫多快好省。那么，什么时候真正的发生复制呢？就是当我们修改$a的值为123的时候，这个时候就不得已进行复制，避免$b的值和$a的一样。

通过简单的案例解释清楚了两个要点：引用计数和写时拷贝。

垃圾回收机制：

当一个zval在被unset的时候、或者从一个函数中运行完毕出来（就是局部变量）的时候等等很多地方，都会产生zval与zend_value发生断开的行为，这个时候zend引擎需要检测的就是zend_value的refcount是否为0，如果为0，则直接KO free空出内容来。如果zend_value的recount不为0，这个value不能被释放，但是也不代表这个zend_value是清白的，因为此zend_value依然可能是个垃圾。

（1）当php变量$a的refcount=0时，变量$a就会被垃圾回收
（2）当php变量$a的refcount>0时，变量$a但也可能被认为是垃圾

什么样的情况会导致zend_value的refcount不为0，但是这个zend_value却是个垃圾呢？

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

这种情况下，zend_value不会能释放，但也不能放过它，不然一定会产生内存泄漏，所以这会儿zend_value会被扔到一个叫做垃圾回收堆中，然后zend引擎会依次对垃圾回收堆中的这些zend_value进行二次检测，检测是不是由于上述两种情况造成的refcount为1但是自身却确实没有人再用了，如果一旦确定是上述两种情况造成的，那么就会将zend_value彻底抹掉释放内存。

垃圾回收发生在什么时候？

有些同学可能有疑问，就是php不是运行一次就销毁了吗，我要gc有何用？并不是的，首先当一次fpm运行完毕后，最后一定还有gc的，这个销毁就是gc；其次是，内存都是即用即释放的，而不是攒着非得到最后，你想想一个典型的场景，你的控制器里的某个方法里用了一个函数，函数需要一个巨大的数组参数，然后函数还需要修改这个巨大的数组参数，你们应该是函数的运行范围里面修改这个数组，所以此时会发生写时拷贝了，当函数运行完毕后，就得赶紧释放掉这块儿内存以供给其他进程使用，而不是非得等到本地fpm request彻底完成后才销毁。

（1）fpm运行完毕后，最后一定会gc的
（2）运行过程中，也会gc的，内存都是即用即释放的，而不是攒着非得到最后gc