PHP内核--探究内存管理与缓存机制的图文详解

前言：

PHP在运行时所需的内存，是一次性向操作系统申请开辟的，而不是分多次。那他是怎么样一次性申请呢，机制又是如何？请看下边介绍。

heap层是PHP内存管理的核心实现，PHP底层对内存的管理， ZendMM向系统进行的内存申请，并不是有需要时向系统即时申请， 而是由ZendMM的最底层（heap层）先向系统申请一大块的内存， 建立一个类似于内存池的管理机制，unset后，ZendMM并不会直接立刻将内存交回给系统，而是只在自身维护的内存池(storge层)中将其重新标识为可用，。

优点：

1.预定义常量变量多，对内存的请求有数百次，避免了PHP向系统频繁的内存申请操作，减少了对OS的请求次数。

2.运行速度会更快，缺点是随着程序的运行时间的变长，内存使用越来越多，所以5.3引入新垃圾回收机制。

详细分析如下：

图6.1 PHP内存管理器

一.内存的申请

<?php
  $tipi = "o_o\n";
  echo $tipi;
?>

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在编写PHP的扩展时，推荐使用emalloc(申请的是zend_mm_storage层的内存块)来代替malloc(申请的是操作系统的内存块)，其实也就是使用PHP的ZendMM来代替 手动直接调用系统级的内存管理。

ZendMM使用_zend_mm_alloc_int函数进行内存分配，流程如下:

二.内存的销毁

ZendMM在内存销毁的处理上采用与内存申请相同的策略，当程序unset一个变量或者是其他的释放行为时，ZendMM并不会直接立刻将内存交回给系统，而是只在自身维护的内存池(storge层)中将其重新标识为可用， 按照内存的大小整理到上面所说的三种列表（small,large,free）之中，以备下次内存申请时使用。

三.缓存

在维基百科中有这样一段描述： 凡是位于速度相差较大的两种硬件之间的，用于协调两者数据传输速度差异的结构，均可称之为Cache。 从最初始的处理器与内存间的Cache开始，都是为了让数据访问的速度适应CPU的处理速度， 其基于的原理是内存中“程序执行与数据访问的局域性行为”。 同样PHP内存管理中的缓存也是基于“程序执行与数据访问的局域性行为”的原理。 引入缓存，就是为了减少小块内存块的查询次数(查询前先看是否能命中缓存)，为最近访问的数据提供更快的访问方式。

PHP将缓存添加到内存管理机制中做了如下一些操作：

·标识缓存和缓存的大小限制，即何时使用缓存，在某些情况下可以以最少的修改禁用掉缓存

·缓存的存储结构，即缓存的存放位置、结构和存放的逻辑

·初始化缓存

·获取缓存中内容

·写入缓存

释放缓存或者清空缓存列表

缓存本身也是存储在storage层申请的内存中的，如果内存都不够用了，那就得释放缓存啦。

当堆的内存溢出时，程序会调用zend_mm_free_cache释放缓存中。整个释放的过程是一个遍历数组， 对于每个数组的元素程序都遍历其所在链表中在自己之前的元素，执行合并内存操作，减少堆结构中缓存计量数字。

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