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详解PHP内存池中的存储层

时间:2017-12-11 14:58:02 [来源]:郑州PHP培训学校

   详解PHP内存池中的存储层

  PHP的内存管理器是分层(hierarchical)的。这个管理器共有三层:存储层(storage)、堆(heap)层和 emalloc/efree 层。存储层通过 malloc()、mmap() 等函数向系统真正的申请内存,并通过free()函数释放所申请的内存。
  存储层通常申请的内存块都比较大,这里申请的内存大并不是指storage层结构所需要的内存大,只是堆层通过调用存储层的分配方法时,其以段的格式申请的内存比较大,存储层的作用是将内存分配的方式对堆层透明化。
  首先看storage层的结构:
  /* Heaps with user defined storage */
  typedef struct _zend_mm_storage zend_mm_storage;
  typedef struct _zend_mm_segment {
  size_t    size;
  struct _zend_mm_segment *next_segment;
  } zend_mm_segment;
  typedef struct _zend_mm_mem_handlers {
  const char *name;
  zend_mm_storage* (*init)(void *params);    //初始化函数
  void (*dtor)(zend_mm_storage *storage);    //析构函数
  void (*compact)(zend_mm_storage *storage);
  zend_mm_segment* (*_alloc)(zend_mm_storage *storage, size_t size);    //内存分配函数
  zend_mm_segment* (*_realloc)(zend_mm_storage *storage, zend_mm_segment *ptr, size_t size);    //重新分配内存函数
  void (*_free)(zend_mm_storage *storage, zend_mm_segment *ptr);    //释放内存函数
  } zend_mm_mem_handlers;
  struct _zend_mm_storage {
  const zend_mm_mem_handlers *handlers;    //处理函数集
  void *data;
  };
  内存的分配方式,调用的函数是_zend_mm_storage结构中的处理函数集,而内存是以段的形式表现的。
  4种内存方案
  PHP在存储层共有4种内存分配方案: malloc,win32,mmap_anon,mmap_zero。默认使用malloc分配内存,如果设置了ZEND_WIN32宏,则为windows版本,调用HeapAlloc分配内存,剩下两种内存方案为匿名内存映射,并且PHP的内存方案可以通过设置变量来修改。
  官方说明如下:
  The Zend MM can be tweaked using ZEND_MM_MEM_TYPE and ZEND_MM_SEG_SIZE environment variables. Default values are “malloc” and “256K”.Dependent on target system you can also use “mmap_anon”, “mmap_zero” and “win32″ storage managers.
  在代码中,对于这4种内存分配方案,分别对应实现了zend_mm_mem_handlers中的各个处理函数。配合代码的简单说明如下:
  /* 使用mmap内存映射函数分配内存 写入时拷贝的私有映射,并且匿名映射,映射区不与任何文件关联。*/
  # define ZEND_MM_MEM_MMAP_ANON_DSC {"mmap_anon", zend_mm_mem_dummy_init, zend_mm_mem_dummy_dtor, zend_mm_mem_dummy_compact, zend_mm_mem_mmap_anon_alloc, zend_mm_mem_mmap_realloc, zend_mm_mem_mmap_free}
  /* 使用mmap内存映射函数分配内存 写入时拷贝的私有映射,并且映射到/dev/zero。*/
  # define ZEND_MM_MEM_MMAP_ZERO_DSC {"mmap_zero", zend_mm_mem_mmap_zero_init, zend_mm_mem_mmap_zero_dtor, zend_mm_mem_dummy_compact, zend_mm_mem_mmap_zero_alloc, zend_mm_mem_mmap_realloc, zend_mm_mem_mmap_free}
  /* 使用HeapAlloc分配内存 windows版本 关于这点,注释中写的是VirtualAlloc() to allocate memory,实际在程序中使用的是HeapAlloc*/
  # define ZEND_MM_MEM_WIN32_DSC {"win32", zend_mm_mem_win32_init, zend_mm_mem_win32_dtor, zend_mm_mem_win32_compact, zend_mm_mem_win32_alloc, zend_mm_mem_win32_realloc, zend_mm_mem_win32_free}
  /* 使用malloc分配内存 默认为此种分配 如果有加ZEND_WIN32宏,则使用win32的分配方案*/
  # define ZEND_MM_MEM_MALLOC_DSC {"malloc", zend_mm_mem_dummy_init, zend_mm_mem_dummy_dtor, zend_mm_mem_dummy_compact, zend_mm_mem_malloc_alloc, zend_mm_mem_malloc_realloc, zend_mm_mem_malloc_free}
  static const zend_mm_mem_handlers mem_handlers[] = {
  #ifdef HAVE_MEM_WIN32
  ZEND_MM_MEM_WIN32_DSC,
  #endif
  #ifdef HAVE_MEM_MALLOC
  ZEND_MM_MEM_MALLOC_DSC,
  #endif
  #ifdef HAVE_MEM_MMAP_ANON
  ZEND_MM_MEM_MMAP_ANON_DSC,
  #endif
  #ifdef HAVE_MEM_MMAP_ZERO
  ZEND_MM_MEM_MMAP_ZERO_DSC,
  #endif
  {NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL}
  };
  关于匿名内存映射的优点
  mmem_zero方案:
  (SVR 4 ) /dev/zero Memory Mapping
  1. 可以将伪设备 “/dev/zero” 作为参数传递给mmap而创建一个映射区。/dev/zero的特殊在于,对于该设备文件所有的读操作都返回值为0的指定长度的字节流 ,任何写入的内容都被丢弃。我们的兴趣在于用它来创建映射区,用/dev/zero创建的映射区,其内容被初始为0。
  2. 使用/dev/zero的优点在于,mmap创建映射区时,不需要一个时间存在的文件,伪文件 /dev/zero 就足够了。缺点是只能用在相关进程间。相对于相关进程间的通信,使用线程间通信效率要更高一些。不管使用那种技术,对共享数据的访问都需要进行同步。
  mmem_anon方案:
  (4.4 BSD) Anonymous Memory Mapping
  1. 匿名内存映射与使用/dev/zero类型,都不需要真实的文件。要使用匿名映射之需要向mmap传入MAP_ANON标志,并且fd参数置为-1。
  2. 所谓匿名,指的是映射区并没有通过fd与文件路径名相关联。匿名内存映射用在有血缘关系的进程间。

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