PHP数组占用内存分析

Travis 发布于2019-06-27 13:40 / 1080人阅读

摘要：下面的做法会占用多大的内存测试上面运行输出的结果如下可见数组占用的内存远大于正常分配的内容原理在中都使用类型来代表数字，没有使用类型。最大成员数据空间是，指针占用字节，占用字节，共字节。参考数组占用内存大小分析

下面的做法会占用多大的内存？

list($appid,$openid) = ["testcontent","test"];

测试

$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
";

上面运行输出的结果如下：

27.9404MB
51.3041MB
9.1553MB

可见数组占用的内存远大于正常分配的内容

原理

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:

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*/  
};

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。

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:

HashTable结构体定义在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 结构需要 39 个字节，每个数组元素存储在 Bucket 结构中:

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;

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。

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。

参考

php数组占用内存大小分析

云服务器私有云实际内存占用内存占用高内存占用递增内存占用高怎么解决

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