垃圾回收，简称gc。顾名思义，就是废物重利用的意思。再说这个之前先接触一下内存泄露，大概意思就是申请了一块地儿拉了会儿屎，拉完后不收拾，那么那块儿地就算是糟蹋了，地越用越少，最后一地全是屎。说到底一句，用了记得还。一定程度上说，垃圾回收机制就是用来擦屁股的。如果用过C语言，那么申请内存的方式是malloc或者是calloc，然后你用完这个内存后，一定不要忘了用free函数去释放掉，这就是传说中手动垃圾回收，一般都是扫地神僧用这种方式。很多高层次语言中，你这辈子都是接触不到内存管理的，比如世界上最好的语言php，这种语言替你管理了内存。当然了，如果你用的swoole或者wm或者自己发明的常驻内存级php应用,那你将不得不关注内存泄露问题，也就说一定要记得释放无用变量。那么，在用的最普遍地最传统的web开发中，php的自动垃圾回收机制是怎样的呢？这个问题我们先这么想，就是都知道php是C语言实现的，现在把C语言给你放在这里了，然后你想想如何用C语言实现对一个变量的统计以及释放。你不要想如何实现php，你就想C语言如何实现一个变量，从声明开始到最后没人用了，就把这个变量所占的内存给释放掉。
好了，步入正题，PHP进行内存管理的核心算法一共两项：一是引用计数，二是写时拷贝。当你声明一个PHP变量的时候，C语言就在底层给你搞了一个叫做zval的struct（结构体）；如果你还给这个变量赋值了，比如“hello world”，那么C语言就在底层再给你搞一个叫做zend_value的union（联合体）。
好了，进入代码实战阶段，注意两点：
我用的PHP版本是7.1.17（记住！这个很重要！不同版本的PHP有极大可能会出现不相同的结果！我试过6个版本的PHP，三个PHP5版本，三个HPP7版本，其中PHP7版本变化尤其多，但不影响业务代码不会出bug，放心），运行环境是cli。
下面的原理解只针对PHP7，不再说5了。你面试的时候，只需要说5的我不太了解，7的我深入看过一些即可，面试官不会难为你的。
<?php
$a = 'hello'.mt_rand( 1, 1000 );
echo xdebug_debug_zval('a');
$b = $a;
echo xdebug_debug_zval('a');
$c = $a;
echo xdebug_debug_zval('a');
unset( $c );
echo xdebug_debug_zval('a');
输出的结果是：
其中，zval struct结构体用于保存$a，zend_value union联合体用于保存数据内容也就是'hello916'。由于后面又声明了b和c，所以C不得不又在底层给你搞出两个zval struct结构体来。
其中，zval和zend value的结构大概如下：（注意！！！这并不是完整正确的PHP zval和zend_value在C语言中struct和union实现，仅仅是挑出最重点的部分写出来，强调一下：你没有必要一个字不差背诵过zval和zend_value，你只需要知道原理）
zval {
string "a" //变量的名字是a
value zend_value //变量的值
type string //变量是字符串类型 }
zend_value {
string "hello916" //值的内容
refcount 1 //引用计数 }</pre>
看到上面两个，如果面试官问你php变量为什么能够保存字符串"123"也能保存数字123，你知道该怎么回答了吧？就答出重点zval中有该变量的类型，当是字符串123的时候，type就是string，此时value指向“123”；当是整数123的时候，zval的type为int，value为123。这就是答题的思想，这很重要！而且，通过C语言都是可以实现的！具体真正的zval和zend_value的模样，前者是一个struct结构体，后者是一个union联合体！
这个refcount就是传说中的引用计数了，初始化的时候a后面的引用次数为1（注意，正确说法应该是a后面的赋值的数组zend_value引用计数为1，而不是a这个变量zval本身）。然后我们将a，其实相当于又一个变量指向了这个zend_value，所以refcount变为2，最后将
a，同理，zend_value的refcount再次加1变成了3。然后，我们用unset(
c的zval给KO free掉，但是并不是free zend_value，这会儿zend_value的refcount就自然而然减1变成2了。
那么写时拷贝是什么意思呢？看下面代码：
<?php
// 先不要问为什么非要加mt_rand，不然，绝笔说不过来了，到处都是坑
$a = 'hello'.mt_rand( 1, 1000 );
$b = $a;
$a = 123;
echo $b.PHP_EOL;
// 运行结果，不用我说吧，脚趾头都知道是'hello'.mt_rand( 1, 1000 )的结果，绝对不可能是123。
其实，当你把b的时候，
b指向了
a的值为123的时候，这个时候就不得已进行复制，避免
a的一样。
<?php
$a = 'hello'.mt_rand( 1, 1000 );
$b = $a;
echo xdebug_debug_zval('a');
$a = 'world'.mt_rand( 2, 2000 );
echo xdebug_debug_zval('a');
// 运行结果为1，其中的原理你自己应该能理顺了昂
叨逼叨了这么长，通过简单的案例解释清楚了两个要点：引用计数和写时拷贝，那么垃圾回收也该来了。当一个zval在被unset的时候、或者从一个函数中运行完毕出来（就是局部变量）的时候等等很多地方，都会产生zval与zend_value发生断开的行为，这个时候zend引擎需要检测的就是zend_value的refcount是否为0，如果为0，则直接KO free空出内容来。如果zend_value的recount不为0（废话一定是大于0），这个value不能被释放，但是也不代表这个zend_value是清白的，因为此zend_value依然可能是个垃圾。
什么样的情况会导致zend_value的refcount不为0，但是这个zend_value却是个垃圾呢？PHP7中两种情况：
- 数组：a数组的某个成员使用&引用a自己 (环状引用)
- 对象：对象的某个成员引用对象自己
<?php
$arr = [ 1 ];
$arr[] = &$arr;
unset( $arr );
这种情况下，zend_value不会释放，但也不能放过它，不然一定会产生内存泄漏，所以这会儿zend_value会被扔到一个叫做垃圾回收堆中(垃圾缓存区中)，然后zend引擎会依次对垃圾回收堆中的这些zend_value进行二次检测，检测是不是由于上述两种情况造成的refcount为1但是自身确实没有人再用了，如果一旦确定是上述两种情况造成的，那么就会将zend_value彻底抹掉释放内存。
那么垃圾回收发生在什么时候？有些同学可能有疑问，就是php不是运行一次就销毁了吗，我要着gc有何用？并不是啦，首先当一次fpm运行完毕后，最后一定还有gc的，这个销毁就是gc；其次是，内存都是即用即释放的，而不是攒着非得到最后，你想想一个典型的场景，你的控制器里的某个方法里用了一个函数，函数需要一个巨大的数组参数，然后函数还需要修改这个巨大的数组参数，你们应该是函数的运行范围里面修改这个数组，所以此时会发生写时拷贝了，当函数运行完毕后，就得赶紧释放掉这块儿内存以供给其他进程使用，而不是非得等到本地fpm request彻底完成后才销毁。
注重体现重点，很多细节实在没法写，比如我举个例子:
$a=[];
xdebug_debug_zval( $a )的refcount值你猜是多少？
7.1.17下竟然是2，你是不是以为是1，然而并不是。不过你不用纠结这些细节，gc的关键就是能说出引用计数的原理和写时拷贝，很多细节深处都各种奇奇怪怪的东西，面试官自己都不一定知道。
<?php
//内存管理机制
var_dump(memory_get_usage());//获取内存方法，加上true返回实际内存，不加则返回表现内存
$a = "laruence";
var_dump(memory_get_usage());
unset($a);
var_dump(memory_get_usage());
//输出(在我的个人电脑上, 可能会因为系统,PHP版本,载入的扩展不同而不同):
//int 240552
//int 240720
//int 240552
定义变量之后，内存增加，清除变量之后，内存恢复（有些可能不会恢复和以前一样），好像定义变量时申请了一次内存，其实不是这样的，php会预先申请一大块内存，不会每次定义变量就申请内存。(避免频繁的向系统申请，浪费时间和资源)
首先我们要打破一个思维: PHP不像C语言那样, 只有你显示的调用内存分配相关API才会有内存的分配. 也就是说, 在PHP中, 有很多我们看不到的内存分配过程.
比如对于:
$a = "laruence";
隐式的内存分配点就有:
1.1. 为变量名分配内存, 存入符号表 zval
2.2. 为变量值分配内存 zend_value
所以, 不能只看表象.
第二, 别怀疑,PHP的unset确实会释放内存, 但这个释放不是C编程意义上的释放, 不是交回给OS.
对于PHP来说, 它自身提供了一套和C语言对内存分配相似的内存管理API:
emalloc(size_t size);
efree(void *ptr);
ecalloc(size_t nmemb, size_t size);
erealloc(void *ptr, size_t size);
estrdup(const char *s);
estrndup(const char *s, unsigned int length);
这些API和C的API一一对应, 在PHP内部都是通过这些API来管理内存的.
当我们调用emalloc申请内存的时候, PHP并不是简单的向OS要内存, 而是会向OS要一个大块的内存, 然后把其中的一块分配给申请者, 这样当再有逻辑来申请内存的时候, 就不再需要向OS申请内存了, 避免了频繁的系统调用.
比如如下的例子:
var_dump(memory_get_usage(true));//注意获取的是real_size
$a = "laruence";
var_dump(memory_get_usage(true));
unset($a);
var_dump(memory_get_usage(true));
//输出
//int 262144
//int 262144
//int 262144
也就是我们在定义变量$a的时候, PHP并没有向系统申请新内存.同样的, 在我们调用efree释放内存的时候, PHP也不会把内存还给OS, 而会把这块内存, 归入自己维护的空闲内存列表. 而对于小块内存来说, 更可能的是, 把它放到内存缓存列表中去(后记, 某些版本的PHP, 比如我验证过的PHP5.2.4, 5.2.6, 5.2.8, 在调用get_memory_usage()的时候, 不会减去内存缓存列表中的可用内存块大小, 导致看起来, unset以后内存不变).
$a = "hello";
//定义变量时，存储两个方面：
//1.变量名，存储在符号表(hashtable 的局部变量)
//2.变量值存储在内存空间 zval结构
//3.在删除变量的时候，会将变量值存储的空间释放，而变量名所在的符号表不会减小（只增不减）
只增不减的数组
Hashtable是PHP的核心结构, 数组也是用它来表示的, 而符号表也是一种关联数组, 对于如下代码:
var_dump(memory_get_usage());
for($i=0;$i<100;$i++)
{
$a = "test".$i;
$$a = "hello";
}
var_dump(memory_get_usage());
for($i=0;$i<100;$i++)
{
$a = "test".$i;
unset($$a);
}
var_dump(memory_get_usage());
我们定义了100个变量, 然后又把他们unset, 来看看输出:
//int 242104
//int 259768
//int 242920（被符号表相应的占去了）
Wow, 怎么增加了这么多内存?
这是因为对于Hashtable来说, 定义它的时候, 不可能一次性分配足够多的内存块,来保存未知个数的元素, 所以PHP会在初始化的时候, 只是分配一小部分内存块给HashTable, 当不够用的时候再RESIZE扩容。而Hashtable, 只能扩容, 不会减少, 对于上面的例子, 当我们存入100个变量的时候, 符号表不够用了, 做了一次扩容, 而当我们依次unset掉这100个变量以后, 变量占用的内存是释放了(118848 – 104448), 但是符号表并没有缩小, 所以这些少的内存是被符号表本身占去了。
