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PHP數組占用內存分析

Travis / 1265人閱讀

摘要:下面的做法會占用多大的內存測試上面運行輸出的結果如下可見數組占用的內存遠大于正常分配的內容原理在中都使用類型來代表數字,沒有使用類型。最大成員數據空間是,指針占用字節,占用字節,共字節。參考數組占用內存大小分析

下面的做法會占用多大的內存?

list($appid,$openid) = ["testcontent","test"];
測試
$m0 = memory_get_usage();
$k = range(1,200000);
$m1 = memory_get_usage();
echo round(($m1-$m0)/pow(1024,2),4) ."MB
";
foreach ($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
";

$m1 = memory_get_usage();
foreach ($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
";

上面運行輸出的結果如下:

27.9404MB
51.3041MB
9.1553MB

可見數組占用的內存遠大于正常分配的內容

原理

在PHP中都使用long類型來代表數字,沒有使用int類型。大家都明白PHP是一種弱類型的語言,它不會去區分變量的類型,沒有int float char *之類的概念。我們看看php在zend里面存儲的變量,PHP中每個變量都有對應的 zval,Zval結構體定義在Zend/zend.h里面,其結構:

typedef struct _zval_struct zval;  
struct _zval_struct {  
    /* Variable information */  
    zvalue_value value;     /* The value 1 12字節(32位機是12,64位機需要8+4+4=16) */  
    zend_uint refcount__gc; /* The number of references to this value (for GC) 4字節 */  
    zend_uchar type;        /* The active type 1字節*/  
    zend_uchar is_ref__gc;  /* Whether this value is a reference (&) 1字節*/  
}; 

PHP使用一種UNION結構來存儲變量的值,即zvalue_value 是一個union,UNION變量所占用的內存是由最大成員數據空間決定。

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;  

最大成員數據空間是struct str,指針占*val用4字節,INT占用4字節,共8字節。
struct zval占用的空間為8+4+1+1 = 14字節,其實呢,在zval中數組,字符串和對象還需要另外的存儲結構,數組則是一個 HashTable:

HashTable結構體定義在Zend/zend_hash.h.

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; 

HashTable 結構需要 39 個字節,每個數組元素存儲在 Bucket 結構中:

typedef struct bucket {  
    ulong h;    /* Used for numeric indexing                4字節 */  
    uint nKeyLength;    /* The length of the key (for string keys)  4字節 */  
    void *pData;        /* 4字節*/  
    void *pDataPtr;         /* 4字節*/  
    struct bucket *pListNext;  /* PHP arrays are ordered. This gives the next element in that order4字節*/  
    struct bucket *pListLast;  /* and this gives the previous element           4字節 */  
    struct bucket *pNext;      /* The next element in this (doubly) linked list     4字節*/  
    struct bucket *pLast;      /* The previous element in this (doubly) linked list     4字節*/  
    char arKey[1];            /* Must be last element   1字節*/  
} Bucket;  

Bucket 結構需要 33 個字節,鍵長超過四個字節的部分附加在 Bucket 后面,而元素值很可能是一個 zval 結構,另外每個數組會分配一個由 arBuckets 指向的 Bucket 指針數組, 雖然不能說每增加一個元素就需要一個指針,但是實際情況可能更糟。這么算來一個數組元素就會占用 54 個字節,與上面的估算幾乎一樣。

一個空數組至少會占用 14(zval) + 39(HashTable) + 33(arBuckets) = 86 個字節,作為一個變量應該在符號表中有個位置,也是一個數組元素,因此一個空數組變量需要 118 個字節來描述和存儲。從空間的角度來看,小型數組平均代價較大,當然一個腳本中不會充斥數量很大的小型數組,可以以較小的空間代價來獲取編程上的快捷。但如果將數組當作容器來使用就是另一番景象了,實際應用經常會遇到多維數組,而且元素居多。比如10k個元素的一維數組大概消耗540k內存,而10k x 10 的二維數組理論上只需要 6M 左右的空間,但是按照 memory_get_usage 的結果則兩倍于此,[10k,5,2]的三維數組居然消耗了23M,小型數組果然是劃不來的。

參考

php數組占用內存大小分析

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