什么是引用計數(shù)

在PHP的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，引用計數(shù)就是指每一個變量，除了保存了它們的類型和值之外，還額外保存了兩個內(nèi)容，一個是當(dāng)前這個變量是否被引用，另一個是引用的次數(shù)。為什么要多保存這樣兩個內(nèi)容呢？當(dāng)然是為了垃圾回收（GC）。也就是說，當(dāng)引用次數(shù)為0的時候，這個變量就沒有再被使用了，就可以通過 GC 來進(jìn)行回收，釋放占用的內(nèi)存資源。任何程序都不能無限制的一直占用著內(nèi)存資源，過大的內(nèi)存占用往往會帶來一個嚴(yán)重的問題，那就是內(nèi)存泄露，而 GC 就是PHP底層自動幫我們完成了內(nèi)存的銷毀，而不用像 C 一樣必須去手動地 free 。

怎么查看引用計數(shù)？

我們需要安裝 xdebug 擴(kuò)展，然后使用 xdebug_debug_zval() 函數(shù)就可以看到指定內(nèi)存的詳細(xì)信息了，比如：

$a = "I am a String";
xdebug_debug_zval('a');
// a: (refcount=1, is_ref=0)='I am a String'

從上述內(nèi)容中可以看出，這個 $a 變量的內(nèi)容是 I am a String 這樣一個字符串。而括號中的 refcount 就是引用次數(shù)，is_ref 則是說明這個變量是否被引用。我們通過變量賦值來看看這個兩個參數(shù)是如何變化的。

$b = $a;
xdebug_debug_zval('a');
// a: (refcount=1, is_ref=0)='I am a String'

$b = &$a;
xdebug_debug_zval('a');
// a: (refcount=2, is_ref=1)='I am a String'

當(dāng)我們進(jìn)行普通賦值后，refcount 和 is_ref 沒有任何變化，但當(dāng)我們進(jìn)行引用賦值后，可以看到 refcount 變成了2，is_ref 變成了1。這也就是說明當(dāng)前的 \a 變量被引用賦值了，它的內(nèi)存符號表服務(wù)于a變量被引用賦值了，它的內(nèi)存符號表服務(wù)于a 和 $b 兩個變量。

$c = &$a;
xdebug_debug_zval('a');
// a: (refcount=3, is_ref=1)='I am a String'

unset($c, $b);
xdebug_debug_zval('a');
// a: (refcount=1, is_ref=1)='I am a String'

$b = &$a;
$c = &$a;
$b = "I am a String new";
xdebug_debug_zval('a');
// a: (refcount=3, is_ref=1)='I am a String new'

unset($a);
xdebug_debug_zval('a');
// a: no such symbol

繼續(xù)增加一個 c 的引用賦值，可以看到 refcount 會繼續(xù)增加。然后 unset 掉c的引用賦值，可以看到refcount會繼續(xù)增加。然后unset掉b 和 $c 之后，refcount 恢復(fù)到了1，不過這時需要注意的是，is_ref 依然還是1，也就是說，這個變量被引用過，這個 is_ref 就會變成1，即使引用的變量都已經(jīng) unset 掉了這個值依然不變。

最后我們 unset 掉 $a ，顯示的就是 no such symbol 了。當(dāng)前變量已經(jīng)被銷毀不是一個可以用的符號引用了。（注意，PHP中的變量對應(yīng)的是內(nèi)存的符號表，并不是真正的內(nèi)存地址）

對象的引用計數(shù)

和普通類型的變量一樣，對象變量也是使用同樣的計數(shù)規(guī)則。

// 對象引用計數(shù)
class A{

}
$objA = new A();
xdebug_debug_zval('objA');
// objA: (refcount=1, is_ref=0)=class A {  }

$objB = $objA;
xdebug_debug_zval('objA');
// objA: (refcount=2, is_ref=0)=class A {  }

$objC = $objA;
xdebug_debug_zval('objA');
// objA: (refcount=3, is_ref=0)=class A {  }

unset($objB);
class C{

}
$objC = new C;
xdebug_debug_zval('objA');
// objA: (refcount=1, is_ref=0)=class A {  }

不過這里需要注意的是，對象的符號表是建立的連接，也就是說，對 objC 進(jìn)行重新實例化或者修改為 NULL ，并不會影響objC進(jìn)行重新實例化或者修改為NULL，并不會影響objA 的內(nèi)容，對象進(jìn)行普通賦值操作也是引用類型的符號表賦值，所以我們不需要加 & 符號。

數(shù)組的引用計數(shù)

// 數(shù)組引用計數(shù)
$arrA = [
    'a'=>1,
    'b'=>2,
];
xdebug_debug_zval('arrA');
// arrA: (refcount=2, is_ref=0)=array (
//     'a' => (refcount=0, is_ref=0)=1, 
//     'b' => (refcount=0, is_ref=0)=2
// )

$arrB = $arrA;
$arrC = $arrA;
xdebug_debug_zval('arrA');
// arrA: (refcount=4, is_ref=0)=array (
//     'a' => (refcount=0, is_ref=0)=1, 
//     'b' => (refcount=0, is_ref=0)=2
// )

unset($arrB);
$arrC = ['c'=>3];
xdebug_debug_zval('arrA');
// arrA: (refcount=2, is_ref=0)=array (
//     'a' => (refcount=0, is_ref=0)=1, 
//     'b' => (refcount=0, is_ref=0)=2
// )

// 添加一個已經(jīng)存在的元素
$arrA['c'] = &$arrA['a'];
xdebug_debug_zval('arrA');
// arrA: (refcount=1, is_ref=0)=array (
//     'a' => (refcount=2, is_ref=1)=1, 
//     'b' => (refcount=0, is_ref=0)=2, 
//     'c' => (refcount=2, is_ref=1)=1
// )

調(diào)試數(shù)組的時候，我們會發(fā)現(xiàn)兩個比較有意思的事情。

一是數(shù)組內(nèi)部的每個元素又有單獨(dú)的自己的引用計數(shù)。這也比較好理解，每一個數(shù)組元素都可以看做是一個單獨(dú)的變量，但數(shù)組就是這堆變量的一個哈希集合。如果在對象中有成員變量的話，也是一樣的效果。當(dāng)數(shù)組中的某一個元素被 & 引用賦值給其他變量之后，這個元素的 refcount 會增加，不會影響整個數(shù)組的 refcount 。

二是數(shù)組默認(rèn)上來的 refcount 是2。其實這是 PHP7 之后的一種新的特性，當(dāng)數(shù)組定義并初始化后，會將這個數(shù)組轉(zhuǎn)變成一個不可變數(shù)組（immutable array）。為了和普通數(shù)組區(qū)分開，這種數(shù)組的 refcount 是從2開始起步的。當(dāng)我們修改一下這個數(shù)組中的任何元素后，這個數(shù)組就會變回普通數(shù)組，也就是 refcount 會變回1。這個大家可以自己嘗試下，關(guān)于為什么要這樣做的問題，官方的解釋是為了效率，具體的原理可能還是需要深挖 PHP7 的源碼才能知曉。

關(guān)于內(nèi)存泄露需要注意的地方

其實 PHP 在底層已經(jīng)幫我們做好了 GC 機(jī)制就不需要太關(guān)心變量的銷毀釋放問題，但是，千萬要注意的是對象或數(shù)組中的元素是可以賦值為自身的，也就是說，給某個元素賦值一個自身的引用就變成了循環(huán)引用。那么這個對象就基本不太可能會被 GC 自動銷毀了。

// 對象循環(huán)引用
class D{
    public $d;
}
$d = new D;
$d->d = $d;
xdebug_debug_zval('d');
// d: (refcount=2, is_ref=0)=class D { 
//     public $d = (refcount=2, is_ref=0)=... 
// }

// 數(shù)組循環(huán)引用
$arrA['arrA'] = &$arrA;
xdebug_debug_zval('arrA');
// arrA: (refcount=2, is_ref=1)=array (
//     'a' => (refcount=0, is_ref=0)=1, 
//     'b' => (refcount=0, is_ref=0)=2, 
//     'arrA' => (refcount=2, is_ref=1)=...
// )

不管是對象還是數(shù)組，在打印調(diào)試時出現(xiàn)了 ... 這樣的省略號，那么你的程序中就出現(xiàn)了循環(huán)引用。所以這個問題應(yīng)該是我們在日常開發(fā)中應(yīng)該時刻關(guān)注的問題。

總結(jié)

引用計數(shù)是了解垃圾回收機(jī)制的前提條件，而且正是因為現(xiàn)代語言中都有一套類似的垃圾回收機(jī)制才讓我們的編程變得更加容易且安全。那么有人說了，日常開發(fā)根本用不到這些呀？用不到不代表不應(yīng)該去學(xué)習(xí)，就像循環(huán)引用這個問題一樣，當(dāng)代碼中充斥著大量的類似代碼時，系統(tǒng)崩潰只是遲早的事情，所以，這些知識是我們向更高級的程序進(jìn)階所不可或缺的內(nèi)容。

測試代碼： github.com/zhangyue050…

以上就是詳解PHP的引用計數(shù)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于PHP的引用計數(shù)的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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