PHP底層對內存的管理， 圍繞著小塊內存列表(free_buckets)、 大塊內存列表(large_free_buckets)和 剩余內存列表(rest_buckets)三個列表來分層進行的。 ZendMM向系統進行的內存申請，并不是有需要時向系統即時申請， 而是由ZendMM的最底層(heap層)先向系統申請一大塊的內存，通過對上面三種列表的填充， 建立一個類似于內存池的管理機制。 在程序運行需要使用內存的時候，ZendMM會在內存池中分配相應的內存供使用。 這樣做的好處是避免了PHP向系統頻繁的內存申請操作，如下面的代碼：

$nowamagic = "o_o\n";

echo $nowamagic;

?>

這是一個簡單的php程序，但通過對emalloc的調用計數，發現對內存的請求有數百次之多， 當然這非常容易解釋，因為PHP腳本的執行，需要大量的環境變量以及內部變量的定義， 這些定義本身都是需要在內存中進行存儲的。

在編寫PHP的擴展時，推薦使用emalloc來代替malloc，其實也就是使用PHP的ZendMM來代替 手動直接調用系統級的內存管理。(除非，你自己知道自已在做什么。)

那么在上面這個小程序的執行過程中，ZendMM是如何使用自身的heap層存儲空間的呢？ 經過對源碼的追蹤我們可以找到：

ZEND_ASSIGN_SPEC_CV_CONST_HANDLER (......)

-> ALLOC_ZVAL(......)

-> ZEND_FAST_ALLOC(......)

-> emalloc (......)

-> _emalloc(......)

-> _zend_mm_alloc_int(.....)

void *_emalloc 實現了對內存的申請操作，在_emalloc的處理過程中， 對是否使用ZendMM進行了判斷，如果heap層沒有使用ZendMM來管理， 就直接使用_zend_mm_heap結構中定義的_malloc函數進行內存的分配; (我們通過上節可以知道，這里的_malloc可以是malloc，win32，mmap_anon，mmap_zero中的一種)。

就目前所知，不使用ZendMM進行內存管理，唯一的用途是打開enable-debug開關后， 可以更方便的追蹤內存的使用情況。所以，在這里我們關注ZendMM使用_zend_mm_alloc_int函數進行內存分配：

PHP內存管理器

結合上圖，再加上內存分配之前的驗證，ZendMM對內存分配的處理主要有以下步驟：

內存檢查。 對要申請的內存大小進行檢查，如果太大(超出memory_limit則報 Out of Memory);

如果命中緩存，使用fastcache得到內存塊(詳見第五節)，然后直接進行第5步;

在ZendMM管理的heap層存儲中搜索合適大小的內存塊, 在這一步驟ZendMM通過與ZEND_MM_MAX_SMALL_SIZE進行大小比較， 把內存請求分為兩種類型： large和small。small類型的的請求會先使用zend_mm_low_bit函數 在mm_heap中的free_buckets中查找，未找到則使用與large類型相同的方式： 使用zend_mm_search_large_block函數在“大塊”內存(_zend_mm_heap->large_free_buckets)中進行查找。 如果還沒有可以滿足大小需求的內存，最后在rest_buckets中進行查找。 也就是說，內存的分配是在三種列表中小到大進行的。 找到可以使用的block后，進行第5步;

如果經過第3步的查找還沒有找到可以使用的資源(請求的內存過大)，需要使用ZEND_MM_STORAGE_ALLOC函數向系統再申請一塊內存(大小至少為ZEND_MM_SEG_SIZE)，然后直接將對齊后的地址分配給本次請求。跳到第6步;

使用zend_mm_remove_from_free_list函數將已經使用block節點在zend_mm_free_block中移除;

內存分配完畢，對zend_mm_heap結構中的各種標識型變量進行維護，包括large_free_buckets， peak，size等;

返回分配的內存地址;

從上面的分配可以看出，PHP對內存的分配，是結合PHP的用途來設計的，PHP一般用于web應用程序的數據支持， 單個腳本的運行周期一般比較短(最多達到秒級)，內存大塊整塊的申請，自主進行小塊的分配， 沒有進行比較復雜的不相臨地址的空閑內存合并，而是集中再次向系統請求。 這樣做的好處就是運行速度會更快，缺點是隨著程序的運行時間的變長， 內存的使用情況會“越來越多”(PHP5.2及更早版本)。 所以PHP5.3之前的版本并不適合做為守護進程長期運行。 (當然，可以有其他方法解決，而且在PHP5.3中引入了新的GC機制，詳見下一小節)

內存的銷毀

ZendMM在內存銷毀的處理上采用與內存申請相同的策略，當程序unset一個變量或者是其他的釋放行為時， ZendMM并不會直接立刻將內存交回給系統，而是只在自身維護的內存池中將其重新標識為可用， 按照內存的大小整理到上面所說的三種列表(small,large,free)之中，以備下次內存申請時使用。

內存銷毀的最終實現函數是_efree。在_efree中，內存的銷毀首先要進行是否放回cache的判斷。 如果內存的大小滿足ZEND_MM_SMALL_SIZE并且cache還沒有超過系統設置的ZEND_MM_CACHE_SIZE， 那么，當前內存塊zend_mm_block就會被放回mm_heap->cache中。 如果內存塊沒有被放回cache，則使用下面的代碼進行處理：

zend_mm_block *mm_block; //要銷毀的內存塊

zend_mm_block *next_block;

...

next_block = ZEND_MM_BLOCK_AT(mm_block, size);

if (ZEND_MM_IS_FREE_BLOCK(next_block)) {

zend_mm_remove_from_free_list(heap, (zend_mm_free_block *) next_block);

size += ZEND_MM_FREE_BLOCK_SIZE(next_block);

}

if (ZEND_MM_PREV_BLOCK_IS_FREE(mm_block)) {

mm_block = ZEND_MM_PREV_BLOCK(mm_block);

zend_mm_remove_from_free_list(heap, (zend_mm_free_block *) mm_block);

size += ZEND_MM_FREE_BLOCK_SIZE(mm_block);

}

if (ZEND_MM_IS_FIRST_BLOCK(mm_block) &&

ZEND_MM_IS_GUARD_BLOCK(ZEND_MM_BLOCK_AT(mm_block, size))) {

zend_mm_del_segment(heap, (zend_mm_segment *) ((char *)mm_block - ZEND_MM_ALIGNED_SEGMENT_SIZE));

} else {

ZEND_MM_BLOCK(mm_block, ZEND_MM_FREE_BLOCK, size);

zend_mm_add_to_free_list(heap, (zend_mm_free_block *) mm_block);

}

這段代碼邏輯比較清晰，主要是根據當前要銷毀的內存塊mm_block在zend_mm_heap 雙向鏈表中所處的位置進行不同的操作。如果下一個節點還是free的內存，則將下一個節點合并; 如果上一相鄰節點內存塊為free，則合并到上一個節點; 如果只是普通節點，剛使用 zend_mm_add_to_free_list或者zend_mm_del_segment 進行回收。

就這樣，ZendMM將內存塊以整理收回到zend_mm_heap的方式，回收到內存池中。 程序使用的所有內存，將在進程結束時統一交還給系統。在內存的銷毀過程中，還涉及到引用計數和垃圾回收(GC)，將在下一小節進行討論。

延伸閱讀

此文章所在專題列表如下：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的php 剩余空间,PHP内核探索：内存的申请与销毁的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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