PHP数组占用内存分析

xizhiping 5年前
   <p>下面的做法会占用多大的内存?</p>    <pre>  <code class="language-php">list($appid,$openid) = ["testcontent","test"];</code></pre>    <h2>测试</h2>    <pre>  <code class="language-php">$m0 = memory_get_usage();  $k = range(1,200000);  $m1 = memory_get_usage();  echo round(($m1-$m0)/pow(1024,2),4) ."MB\n";  foreach ($k as $i){      $n1 = "kk$i";      $n2 = "tt$i";      list($$n1,$$n2) = [$i,$i*3];  }  $m2 = memory_get_usage();  echo round(($m2-$m1)/pow(1024,2),4) ."MB\n";    $m1 = memory_get_usage();  foreach ($k as $i){      $n1 = "kk$i";      $n2 = "tt$i";      $$n1 = $i+time();      $$n2 = 2*time();  }  $m2 = memory_get_usage();  echo round(($m2-$m1)/pow(1024,2),4) ."MB\n";</code></pre>    <p>上面运行输出的结果如下:</p>    <pre>  <code class="language-php">27.9404MB  51.3041MB  9.1553MB</code></pre>    <p>可见数组占用的内存远大于正常分配的内容</p>    <h2>原理</h2>    <p>在PHP中都使用long类型来代表数字,没有使用int类型。大家都明白PHP是一种弱类型的语言,它不会去区分变量的类型,没有int float char *之类的概念。我们看看php在zend里面存储的变量,PHP中每个变量都有对应的 zval,Zval结构体定义在Zend/zend.h里面,其结构:</p>    <pre>  <code class="language-php">typedef struct _zval_struct zval;    struct _zval_struct {        /* Variable information */        zvalue_value value;     /* The value 1 12字节(32位机是12,64位机需要8+4+4=16) */        zend_uint refcount__gc; /* The number of references to this value (for GC) 4字节 */        zend_uchar type;        /* The active type 1字节*/        zend_uchar is_ref__gc;  /* Whether this value is a reference (&) 1字节*/    }; </code></pre>    <p>PHP使用一种UNION结构来存储变量的值,即zvalue_value 是一个union,UNION变量所占用的内存是由最大成员数据空间决定。</p>    <pre>  <code class="language-php">typedef union _zvalue_value {        long lval;                  /* long value */        double dval;                /* double value */        struct {                    /* string value */            char *val;            int len;        } str;         HashTable *ht;              /* hash table value */        zend_object_value obj;      /*object value */    } zvalue_value;  </code></pre>    <p>最大成员数据空间是struct str,指针占*val用4字节,INT占用4字节,共8字节。struct zval占用的空间为8+4+1+1 = 14字节,其实呢,在zval中数组,字符串和对象还需要另外的存储结构,数组则是一个 HashTable:</p>    <p>HashTable结构体定义在Zend/zend_hash.h.</p>    <pre>  <code class="language-php">typedef struct _hashtable {        uint nTableSize;//4        uint nTableMask;//4        uint nNumOfElements;//4        ulong nNextFreeElement;//4        Bucket *pInternalPointer;   /* Used for element traversal 4*/        Bucket *pListHead;//4        Bucket *pListTail;//4        Bucket **arBuckets;//4        dtor_func_t pDestructor;//4        zend_bool persistent;//1        unsigned char nApplyCount;//1        zend_bool bApplyProtection;//1    #if ZEND_DEBUG        int inconsistent;//4    #endif    } HashTable; </code></pre>    <p>HashTable 结构需要 39 个字节,每个数组元素存储在 Bucket 结构中:</p>    <pre>  <code class="language-php">typedef struct bucket {        ulong h;    /* Used for numeric indexing                4字节 */        uint nKeyLength;    /* The length of the key (for string keys)  4字节 */        void *pData;        /* 4字节*/        void *pDataPtr;         /* 4字节*/        struct bucket *pListNext;  /* PHP arrays are ordered. This gives the next element in that order4字节*/        struct bucket *pListLast;  /* and this gives the previous element           4字节 */        struct bucket *pNext;      /* The next element in this (doubly) linked list     4字节*/        struct bucket *pLast;      /* The previous element in this (doubly) linked list     4字节*/        char arKey[1];            /* Must be last element   1字节*/    } Bucket;  </code></pre>    <p>Bucket 结构需要 33 个字节,键长超过四个字节的部分附加在 Bucket 后面,而元素值很可能是一个 zval 结构,另外每个数组会分配一个由 arBuckets 指向的 Bucket 指针数组, 虽然不能说每增加一个元素就需要一个指针,但是实际情况可能更糟。这么算来一个数组元素就会占用 54 个字节,与上面的估算几乎一样。</p>    <p>一个空数组至少会占用 14(zval) + 39(HashTable) + 33(arBuckets) = 86 个字节,作为一个变量应该在符号表中有个位置,也是一个数组元素,因此一个空数组变量需要 118 个字节来描述和存储。从空间的角度来看,小型数组平均代价较大,当然一个脚本中不会充斥数量很大的小型数组,可以以较小的空间代价来获取编程上的快捷。但如果将数组当作容器来使用就是另一番景象了,实际应用经常会遇到多维数组,而且元素居多。比如10k个元素的一维数组大概消耗540k内存,而10k x 10 的二维数组理论上只需要 6M 左右的空间,但是按照 memory_get_usage 的结果则两倍于此,[10k,5,2]的三维数组居然消耗了23M,小型数组果然是划不来的。</p>    <h2>参考</h2>    <p><a href="/misc/goto?guid=4959672507808035632" rel="nofollow,noindex">php数组占用内存大小分析</a></p>    <p> </p>    <p>来自: <a href="/misc/goto?guid=4959672507905844952" rel="nofollow">https://segmentfault.com/a/1190000005070747</a></p>