PHP 垃圾回收高級特性
1. 循環引用與內存泄漏
單純的引用計數在遇到循環引用時會導致內存泄漏，主要原因是引用計數無法正確識別那些僅通過循環引用相互關聯但實際上已經不可達的對象。
1.1 引用計數的基本原理
引用計數是一種內存管理機制，通過維護每個對象的引用計數來決定對象是否可以被銷毀：
- 創建對象：引用計數初始為 1
- 新增引用：引用計數增加
- 刪除引用：引用計數減少
- 銷毀對象：當引用計數變為 0 時，對象被銷毀，其內存被回收
2. 循環引用詳解
2.1 循環引用的定義
循環引用是指兩個或多個對象相互引用，形成一個閉環。例如：
$a = new UsersEntity();
$b = new UsersEntity();
$a->ref = $b; // $a 引用了 $b
$b->ref = $a; // $b 引用了 $a
在這個例子中：
- $a 的引用計數為 1（被 $b->ref 引用）
- $b 的引用計數為 1（被 $a->ref 引用）
注意：即使腳本中不再使用 $a 和 $b，它們的引用計數都不會變為 0，因為它們相互引用。
2.2 引用計數的局限性
引用計數無法判斷循環引用對象是否真正被程序所需。即使這些對象在邏輯上不可達（沒有外部引用指向它們），它們之間的引用關系仍然會導致引用計數始終大于 0。
3. 內存泄漏示例
3.1 基本示例
gc_enable(); // 啟用垃圾回收
$a = new UsersEntity();
$b = new UsersEntity();
$a->ref = $b; // 循環引用
$b->ref = $a;unset($a);
unset($b);
重要：即使沒有手動觸發垃圾回收，這里也會出現內存泄漏。即使 $a 和 $b 已經被 unset，它們仍然在相互引用，引用計數器無法減少到 0。
3.2 實際應用示例
public function getStatusWithCycle()
{gc_enable(); // 啟用垃圾回收$a = new UsersEntity();$b = new UsersEntity();$a->ref = $b; // 循環引用$b->ref = $a;unset($a);unset($b);$endStatus = gc_status();return ['end_status' => $endStatus];
}
返回結果示例：
{"data": {"end_status": {"runs": 0,"collected": 0,"threshold": 10001,"roots": 2433}}
}
4. 垃圾回收器的解決方案
為了彌補引用計數的局限性，PHP 引入了垃圾回收器（GC），采用了基于根集合（roots）和可達性分析的算法：
- 根集合：程序中所有可以直接訪問的對象
- 標記階段：遍歷根集合，標記所有可達的對象
- 清除階段：回收未被標記的對象，包括循環引用的對象
gc_collect_cycles(); // 手動觸發垃圾回收
5. 自動垃圾回收機制
如果啟用了垃圾回收機制，即使沒有手動調用 gc_collect_cycles()，理論上內存溢出的風險大大降低，但仍然可能發生，取決于以下因素：
5.1 自動垃圾回收觸發條件
- PHP 的垃圾回收器在運行時會自動檢測是否需要回收循環引用的內存資源
- 垃圾回收的觸發基于根集合的增長（roots）和預定義的閾值（
gc_status()['threshold']） - 如果 roots 增長未達到 threshold，垃圾回收不會觸發
注意：如果代碼中循環引用對象的生成速度超過垃圾回收器的觸發速度，可能出現短期內的內存占用高峰甚至溢出。
5.2 腳本運行時長和負載
短生命周期腳本
- 大多數 PHP 網頁腳本屬于此類
- 腳本結束時會清理所有內存，包括循環引用的對象
- 通常不會內存溢出，但可能出現瞬間內存使用過高
長生命周期腳本
- 守護進程、隊列處理器、WebSocket 服務等
- 可能持續運行并產生大量循環引用對象
- 如果垃圾回收未及時觸發，內存使用會逐漸增加
6. 內存管理最佳實踐
6.1 如何降低內存溢出風險
-
配置優化
- 確保
memory_limit配置足夠高 - 適當調整垃圾回收閾值
- 確保
-
代碼優化
- 避免頻繁創建循環引用對象
- 及時打破不必要的引用關系
-
主動管理
- 使用
unset()及時打破引用關系 - 在適當位置手動觸發垃圾回收
- 使用
6.2 監控和優化建議
-
內存監控
- 定期檢查
gc_status()的 roots 和 collected 值 - 引入內存監控和日志機制
- 定期檢查
-
性能優化
- 優化代碼結構
- 減少不必要的對象創建
- 適當調用
gc_collect_cycles()
總結
關鍵要點：
- 循環引用是引用計數機制的主要缺陷
- PHP 的垃圾回收器通過可達性分析解決循環引用問題
- 合理使用手動垃圾回收和內存監控可有效預防內存溢出
- 在高負載場景下需要特別注意內存管理
通過優化代碼結構和適當調用 gc_collect_cycles()，可以有效避免內存溢出問題。在實際應用中，應結合具體場景選擇合適的內存管理策略。
