PHP 是如何做垃圾回收的

包含 php 5 与 php7 的变量实现和垃圾回收的对比

变量的实现

PHP 的变量是弱类型的，可以表示整数、浮点数、字符串等类型。PHP 的变量是使用结构体 zval 表示的

PHP 5.* zval 和 zend_value 结构

struct _zval_struct { // 结构体
    zvalue_value value;
    zend_uint refcount__gc;
    zend_uchar type;
    zend_uchar is_ref__gc;
}

typedef union _zvalue_value { // 联合体
    long lval;
    double dval;
    struct {
        char *val;
        int len;
    } str; // 字符串
    HashTable *ht; // 数组
    zend_object_value obj; // 对象
    zend_ast *ast;
} zvalue_value;

PHP 7.0 zval 和 zend_value 结构

struct _zval_struct {
    union {
        zend_long         lval;             /* long value */
        double            dval;             /* double value */
        zend_refcounted  *counted;
        zend_string      *str;
        zend_array       *arr;
        zend_object      *obj;
        zend_resource    *res;
        zend_reference   *ref;
        zend_ast_ref     *ast;
        zval             *zv;
        void             *ptr;
        zend_class_entry *ce;
        zend_function    *func;
        struct {
            uint32_t w1;
            uint32_t w2;
        } ww;
    } value;
    union {
        struct {
            ZEND_ENDIAN_LOHI_4(
                zend_uchar    type,         /* active type */
                zend_uchar    type_flags,
                zend_uchar    const_flags,
                zend_uchar    reserved)     /* call info for EX(This) */
        } v;
        uint32_t type_info;
    } u1;
    union {
        uint32_t     var_flags;
        uint32_t     next;                 /* hash collision chain */
        uint32_t     cache_slot;           /* literal cache slot */
        uint32_t     lineno;               /* line number (for ast nodes) */
        uint32_t     num_args;             /* arguments number for EX(This) */
        uint32_t     fe_pos;               /* foreach position */
        uint32_t     fe_iter_idx;          /* foreach iterator index */
    } u2;
};

PHP5 与 PHP7 引用计数的对比

php 5.* 变量赋值等操作引用计数如图所示，在倒数第二步，会形成一个循环引用，并且在 unset 操作之后，会产生垃圾。

PHP 7 的计数放到了具体的 value 中，zval 不存在写时复制（写时分离）。

并且 PHP 7 的有一个专门的 zend_reference 用来表示引用。

有了以上关于 PHP 变量存储的知识，我们可以理解一下 PHP 是如何做垃圾回收的了。

什么是垃圾

首先，我们需要定义什么是垃圾。

1. refcount 增加的不是
2. refcount 等于0的不是，这个会被直接清除
3. refcount 减少，并且不等于0的才是垃圾

垃圾收集

1. php7 要求数据类型是数组和对象，并且 type_flag 是 IS_TYPE_COLLECTABLE
2. 没有在缓冲区中存在过
3. 没有被标记过
4. 标记为紫色，并且放到缓冲区中

回收算法

论文：https://researcher.watson.ibm.com/researcher/files/us-bacon/Bacon01Concurrent.pdf

PHP 5.3 版本以及之后的版本

1. 将垃圾放到一个 root 池中
2. 当满 10000 个节点的时候进行垃圾回收
3. 遍历双向链表中的节点 refcount-1
4. 遍历双向链表将 refcount=0 的节点删除，到free队列中
5. 对 refcount!=0 的 refcount+1