PHP寫時(shí)復(fù)制（Copy On Write）

arashicage 發(fā)布于2019-06-28 18:38 / 3317人閱讀

摘要：只有在真正需要使用資源時(shí)才占用資源，寫時(shí)復(fù)制通常能減少資源的占用。基礎(chǔ)方面規(guī)范新特性性能調(diào)優(yōu)垃圾回收機(jī)制安全攻擊原理和防范攻擊原理和防范注入攻擊防范密碼哈希計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議協(xié)議連接過(guò)程

從一個(gè)例子說(shuō)起：


變量 $foo 賦值給變量 $bar，這兩個(gè)變量具有相同的值，沒(méi)有必要新申請(qǐng)內(nèi)存空間，他們可以共享同一塊內(nèi)存。在很多場(chǎng)景下PHP 的 COW 對(duì)內(nèi)存進(jìn)行優(yōu)化。比如：變量的多次賦值、函數(shù)參數(shù)傳遞，并在函數(shù)體內(nèi)修改實(shí)參等。
什么是“復(fù)制”
這是一段摘自鳥(niǎo)哥博客的例子，說(shuō)的比較清楚，就直接貼過(guò)來(lái)了。

很明顯在這段代碼執(zhí)行以后，$var_dup 的值應(yīng)該還是”laruence”, 那么這又是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？這就是 PHP 的 copy on write 機(jī)制：
PHP 在修改一個(gè)變量以前，會(huì)首先查看這個(gè)變量的 refcount，如果 refcount 大于1，PHP 就會(huì)執(zhí)行一個(gè)分離的例程， 對(duì)于上面的代碼，當(dāng)執(zhí)行到第三行的時(shí)候，PHP 發(fā)現(xiàn) $var 指向的 zval 的 refcount 大于1，那么 PHP 就會(huì)復(fù)制一個(gè)新的 zval 出來(lái)，將原 zval 的 refcount 減 1，并修改 symbol_table，使得 $var 和 $var_dup 分離(Separation)。這個(gè)機(jī)制就是所謂的 copy on write(寫時(shí)復(fù)制)。
寫時(shí)復(fù)制應(yīng)用場(chǎng)景
寫時(shí)復(fù)制（Copy on Write，也縮寫為COW)的應(yīng)用場(chǎng)景非常多， 比如Linux中對(duì)進(jìn)程復(fù)制中內(nèi)存使用的優(yōu)化，在各種編程語(yǔ)言中，如C++的STL等等中均有類似的應(yīng)用。 COW是常用的優(yōu)化手段，可以歸類于：資源延遲分配。只有在真正需要使用資源時(shí)才占用資源， 寫時(shí)復(fù)制通常能減少資源的占用。
一個(gè)證明 PHP COW 優(yōu)化內(nèi)存占用的例子：

運(yùn)行結(jié)果：
$ php t . php
int(630904)
int(10479840)
int(10479944)
int(10480040)
內(nèi)存并沒(méi)有顯著提高。
“寫時(shí)復(fù)制”的原理
多個(gè)相同值的變量共用同一塊內(nèi)存的確節(jié)省了內(nèi)存空間，但變量的值是會(huì)發(fā)生變化的，如果在上面的例子中， 指向同一內(nèi)存的值發(fā)生了變化（或者可能發(fā)生變化），就需要將變化的值“分離”出去，這個(gè)“分離”的操作， 就是“復(fù)制”。
在PHP中，Zend引擎為了區(qū)別同一個(gè)zval地址是否被多個(gè)變量共享，引入了ref_count和is_ref兩個(gè)變量進(jìn)行標(biāo)識(shí)：
ref_count和is_ref是定義于zval結(jié)構(gòu)體中
is_ref標(biāo)識(shí)是不是用戶使用 & 的強(qiáng)制引用；
ref_count是引用計(jì)數(shù)，用于標(biāo)識(shí)此zval被多少個(gè)變量引用，即COW的自動(dòng)引用，為0時(shí)會(huì)被銷毀；
注：由此可見(jiàn)， $a=$b; 與 $a=&$b; 在PHP對(duì)內(nèi)存的使用上沒(méi)有區(qū)別（值不變化時(shí)）；
相信大家也可以了解到PHP中COW的實(shí)現(xiàn)原理： PHP 中的 COW 基于引用計(jì)數(shù)ref_count 和 is_ref 實(shí)現(xiàn)， 多一個(gè)變量指針，就將 ref_count 加 1， 反之減去 1，減到 0 就銷毀； 同理，多一個(gè)強(qiáng)制引用 &,就將 is_ref 加 1，反之減去 1。


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PHP基礎(chǔ)方面

PSR規(guī)范
PHP新特性
PHP_FPM性能調(diào)優(yōu)
Session垃圾回收機(jī)制

WEB安全

XSS攻擊原理和防范
CSRF攻擊原理和防范
SQL注入攻擊防范
密碼哈希

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

HTTP協(xié)議
TCP/IP協(xié)議
WebSocket連接過(guò)程