PHP写时复制（Copy On Write）

arashicage 发布于2019-06-28 18:38 / 3321人阅读

摘要：只有在真正需要使用资源时才占用资源，写时复制通常能减少资源的占用。基础方面规范新特性性能调优垃圾回收机制安全攻击原理和防范攻击原理和防范注入攻击防范密码哈希计算机网络协议协议连接过程

从一个例子说起：

变量 $foo 赋值给变量 $bar，这两个变量具有相同的值，没有必要新申请内存空间，他们可以共享同一块内存。在很多场景下PHP 的 COW 对内存进行优化。比如：变量的多次赋值、函数参数传递，并在函数体内修改实参等。

什么是“复制”

这是一段摘自鸟哥博客的例子，说的比较清楚，就直接贴过来了。

很明显在这段代码执行以后，$var_dup 的值应该还是”laruence”, 那么这又是怎么实现的呢？这就是 PHP 的 copy on write 机制：

PHP 在修改一个变量以前，会首先查看这个变量的 refcount，如果 refcount 大于1，PHP 就会执行一个分离的例程，对于上面的代码，当执行到第三行的时候，PHP 发现 $var 指向的 zval 的 refcount 大于1，那么 PHP 就会复制一个新的 zval 出来，将原 zval 的 refcount 减 1，并修改 symbol_table，使得 $var 和 $var_dup 分离(Separation)。这个机制就是所谓的 copy on write(写时复制)。

写时复制应用场景

写时复制（Copy on Write，也缩写为COW)的应用场景非常多，比如Linux中对进程复制中内存使用的优化，在各种编程语言中，如C++的STL等等中均有类似的应用。 COW是常用的优化手段，可以归类于：资源延迟分配。只有在真正需要使用资源时才占用资源，写时复制通常能减少资源的占用。

一个证明 PHP COW 优化内存占用的例子：

运行结果：

$ php t . php
int(630904)
int(10479840)
int(10479944)
int(10480040)

内存并没有显著提高。

“写时复制”的原理

多个相同值的变量共用同一块内存的确节省了内存空间，但变量的值是会发生变化的，如果在上面的例子中，指向同一内存的值发生了变化（或者可能发生变化），就需要将变化的值“分离”出去，这个“分离”的操作，就是“复制”。

在PHP中，Zend引擎为了区别同一个zval地址是否被多个变量共享，引入了ref_count和is_ref两个变量进行标识：

ref_count和is_ref是定义于zval结构体中

is_ref标识是不是用户使用 & 的强制引用；

ref_count是引用计数，用于标识此zval被多少个变量引用，即COW的自动引用，为0时会被销毁；

注：由此可见， $a=$b; 与 $a=&$b; 在PHP对内存的使用上没有区别（值不变化时）；

相信大家也可以了解到PHP中COW的实现原理： PHP 中的 COW 基于引用计数ref_count 和 is_ref 实现，多一个变量指针，就将 ref_count 加 1，反之减去 1，减到 0 就销毁；同理，多一个强制引用 &,就将 is_ref 加 1，反之减去 1。

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