phpCOW机制详解

写时复制（Copy-on-Write，也缩写为COW），顾名思义，就是在写入时才真正复制一份内存进行修改。 COW最早应用在*nix系统中对线程与内存使用的优化，后面广泛的被使用在各种编程语言中，如C++的STL等。在PHP内核中，COW也是主要的内存优化手段。在前面关于变量和内存的讨论中，引用计数对变量的销毁与回收中起着至关重要的标识作用。引用计数存在的意义，就是为了使得COW可以正常运作，从而实现对内存的优化使用。

写时复制的作用

以下是一段代码:

<?php
var_dump(memory_get_usage());//先打印出当前内存情况
$arr = array_fill(0, 100000, 'tioncico');//生成一个0-100000键的数组
var_dump(memory_get_usage());//打印内存
$arr_copy = $arr;//把数组赋值给另一个
var_dump(memory_get_usage());//打印内存
$j=1;
foreach($arr_copy as $i) {//循环遍历该数组键值查看内存情况
    $j += count($i);
}
var_dump(memory_get_usage());//打印内存

也就是说,就算我们不使用引用,php变量在传值,赋值的情况,都是指向同一个内存,但是如果当$arr_copy的值改变了会怎么样呢?<?php

var_dump(memory_get_usage());
//$tipi = array_fill(0, 3, 'php-internal');
//不用array_fill的原因可自己试着打印下
$tipi[0]='php-internal';
$tipi[1]='php-internal';
$tipi[2]='php-internal';
  
var_dump(memory_get_usage());
  
$copy = $tipi;
  
xdebug_debug_zval('tipi', 'copy');
  
var_dump(memory_get_usage());
  
$copy[0] = '123';
  
xdebug_debug_zval('tipi', 'copy');
  
var_dump(memory_get_usage());

结果如下:(注意:该结果是php5.6web环境下的,php7的引用不同)

可看出,当$arr把值赋值给$arr_copy时,执行内存是没有明显变化的,并没有直接增加5443320内存量

甚至在之后的foreach遍历中,也是没有增加内存的.

因为当$arr赋值给$arr_copy时,并不是在内存中复制了整个$arr的值,而是将$arr_copy的值指向了$arr,相当于在取$arr_copy的数据时,指向的还是$arr存值的内存

也就是说,就算我们不使用引用,php变量在传值,赋值的情况,都是指向同一个内存,但是如果当$arr_copy的值改变了会怎么样呢?

<?php

var_dump(memory_get_usage());

//$tipi = array_fill(0, 3, 'php-internal');

//不用array_fill的原因可自己试着打印下

$tipi[0]='php-internal';

$tipi[1]='php-internal';

$tipi[2]='php-internal';

var_dump(memory_get_usage());

$copy = $tipi;

xdebug_debug_zval('tipi', 'copy');

var_dump(memory_get_usage());

$copy[0] = '123';

xdebug_debug_zval('tipi', 'copy');

var_dump(memory_get_usage());

结果如下:(注意:该结果是php5.6web环境下的,php7的引用不同)

仙士可博客

可以看出,当$copy[0]值改变时,php将会给$copy[0]重新申请内存,然后赋之以新值，但不影响其他值的内存状态。写时复制的最小粒度，就是zval结构体，而对于zval结构体组成的集合（如数组和对象等），在需要复制内存时，将复杂对象分解为最小粒度来处理。这样做就使内存中复杂对象中某一部分做修改时，不必将该对象的所有元素全部“分离”出一份内存拷贝，从而节省了内存的使用。

(文中的xdebug_debug_zval是xdebug扩展中的函数,用于查看变量的引用信息)

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