摘要：中的引用引用可以通過不同的變量名，訪問同一個變量內容。在進行引用賦值后，等號左右兩邊的變量均變成了引用類型。緩沖區的作用就是減少垃圾回收算法運行的頻率，減少對正在運行的服務端代碼的影響。

baiyan

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由于這個系列的視頻后面會再次細講垃圾回收，那么我們今天先復習一下PHP中的引用，為后面做一個鋪墊，后續的筆記會詳細講解垃圾回收器的相關運行原理。

引用：可以通過不同的變量名，訪問同一個變量內容。

PHP7中的引用通過讓兩個變量指向同一塊內存空間實現了上述特性。在進行引用賦值后，等號左右兩邊的變量均變成了引用類型(IS_REFERENCE)。這塊公用的內存空間就是PHP7為引用類型的變量專門創建的一個結構體，叫做zend_reference。

代碼示例：

$a = 1;
echo $a;
$b = &$a; //$b是$a的引用
echo $a;
echo $b;
unset($b);
echo $a;

我們用gdb調試以上代碼：

首先執行$a = 1;并且打印$a的值，$a就是一個普通的zval，其類型是IS_LONG，很好理解：

執行關鍵的一步：$b = &$a，打印$a的值，觀察$a的存儲情況：

觀察上圖，可以發現$a的type變成了10 (IS_REFERENCE)類型，并且ref字段指向了一個新的結構體，這就是zend_reference，zend_reference中存儲著$a與$b共同的值1，由于$a與$b同時引用著這個結構體，故此時該結構體的refcount = 2。

接下來打印$b，觀察$b的存儲情況：

觀察上圖，發現與$b的type也是IS_REFERENCE類型，且ref字段也指向了一個zend_reference結構體，比較$a與$b指向的zend_reference，二者地址相同，說明指向了同一個zend_reference結構體。此時兩個變量的存儲情況如下圖所示：

接下來執行unset($b)，觀察$a以及zend_reference的存儲情況，我們看是否符合預期：

我們看到unset($b)之后，$a所指向的zend_reference的refcount由2變為1，說明現在只有$a引用著這個結構體，b不再引用這個結構體，其類型變成了IS_UNDEF類型，代碼執行完畢。

那么我們看一下zend_reference結構體的基本結構：

struct _zend_reference {
    zend_refcounted_h gc; //gc相關，存有refcount
    zval  val;   //引用類型的變量值存在這個zval中的zend_value字段中。簡單類型的值直接存在這里，復雜類型的值存儲對應數據結構的指針，來找到這個變量的值，和之前講基本變量時候講過的一樣。
};

這個結構體一共只有2個字段，gc字段中是zend_refcounted_gc結構體類型，其中存儲了引用計數；val字段存儲了引用類型變量的值（簡單類型如整型、浮點型的值直接存在這里，復雜類型存對應數據結構的指針，與之前講基本變量的時候講過的一樣）。這樣相當于加了一個中間層，使得原始的zend_string或zend_array在內存中只有1份，方便管理與維護。

我們首先構造一個循環引用：

 time()];
echo $a;
$a[] = &$a; //循環引用
echo $a;
unset($a);
echo $a;

注意：由于開啟opcache的PHP7會在數組初始化的元素全部為常量元素的時候，將其優化成不可變數組(immutable array)，這里的引用計數值refcount = 2只是一個偽引用計數，所以我們使用$a = ["time" => time()]，讓其初始化后的refcount為正常的1。]見下圖：

利用gdb調試這段代碼：

執行完$a初始化并打印$a，refcount為1，type為7(IS_ARRAY)而此時的ref字段中的值是非法地址，說明此時還沒有生成中間的zend_reference結構體:

繼續執行下一行$a[] = &$a; 觀察下圖中綠色方框的含義：

- $a的zval中的ref指向zend_reference結構體
- zend_reference結構體中的zval字段中的arr指針指向了原始的zend_array
- zend_array中的arData指針指向了bucket類型
- zend_array中的bucket數組元素也是一個IS_REFERENCE類型，它又指回到同一個zend_reference結構體：

根據gdb調試情況畫出內存結構圖：

由于有兩個東西指向zend_reference結構體（一個是$a，一個是$a數組中的一個元素），所以refcount = 2。原始的zend_array中也有一個refcount字段，由于只有一個zend_reference指向這個zend_array，所以refcount = 1。

接下來繼續執行unset($a)：

我們可以看到，$a的type類型變成了0(IS_UNDEF)，同時其指向的zend_reference結構體的refcount變為了1（因為$a數組中的元素仍然在指向它），我們畫圖來表示一下現在的內存情況：

那么問題出現了，$a是unset掉了，但是由于原始的zend_array中的元素仍然在指向仍然在指向zend_reference結構體，所以zend_reference的refcount是1，而并非是預期的0。這樣一來，這兩個zend_reference與zend_array結構在unset($a)之后，仍然存在于內存之中，如果對此不作任何處理，就會造成內存泄漏。

那么如何解決循環引用帶來的內存泄漏問題呢？垃圾回收就要派上用場了。在PHP7中，如果檢測到refcount -1 后仍 > 0的變量，會把它放入一個雙向鏈表中，等待垃圾回收，相當于一個緩沖區的作用。待緩沖區滿了之后（10000個存儲單元），然后再對其進行標記和清除（以后會在代碼層面具體講垃圾回收的方法）。

緩沖區的作用就是減少垃圾回收算法運行的頻率，減少對正在運行的服務端代碼的影響。