PHP数组内存利用率低和弱类型详细解读
这两天任务提前完成,可以喘口气沉淀一下,深入学习学习PHP。其实本来是想了解一下PHP性能优化相关的东西,但被网上的一句“PHP数组内存利用率低,C语言100MB的内存数组,PHP里需要1G”惊到了。PHP真的这么耗内存么?于是借此机会了解了PHP的数据类型实现方式。
先来做个测试:
<?php echo memory_get_usage() , '<br>'; $start = memory_get_usage(); $a = Array(); for ($i=0; $i<1000; $i++) { $a[$i] = $i + $i; } $end = memory_get_usage(); echo memory_get_usage() , '<br>'; echo 'argv:', ($end - $start)/1000 ,'bytes' , '<br>';
所得结果:
353352
437848
argv:84.416bytes
1000个元素的整数数组耗费内存(437848 - 353352)字节,约合82KB,也就是说每个元素所占内存84字节。在C语言中,一个int占位是4字节,整体相差了20倍。
但是网上又说memery_get_usage()返回的结果不全是数组占用,还包括PHP本身的一些结构,因此,换种方式,采用PHP内置函数生成数组试试:
<?php $start = memory_get_usage(); $a = array_fill(0, 10000, 1); $end = memory_get_usage(); //10k elements array; echo 'argv:', ($end - $start )/10000,'byte' , '<br>';
输出为:
argv:54.5792byte
比刚才略好,但也54字节,确实差了10倍左右。
究其原因,还得从PHP的底层实现说起。PHP是一种弱类型的语言,不分int,double,string之类的,统一一个'$'就能解决所有问题。PHP底层由C语言实现,每个变量都对应一个zval结构,其详细定义为:
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union结构来存储变量的值,zval中zvalue_value类型的value变量即为一个union,定义如下:
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;
union类型占用内存的大小有其最大的成员所占的数据空间决定。在zvalue_value中,str结构体的int占4字节,char指针占4字节,故整个zvalue_value所占内存为8字节。
zval的大小即为8 + 4 + 1 + 1 = 14字节。
注意到zvalue_value中还有一个HashTable是做什么的?zval中,数组、字符串和对象还需要另外的存储结构,数组的存储结构即为HashTable。
HashTable定义给出:
typedef struct _hashtable { uint nTableSize; //表长度,并非元素个数 uint nTableMask;//表的掩码,始终等于nTableSize-1 uint nNumOfElements;//存储的元素个数 ulong nNextFreeElement;//指向下一个空的元素位置 Bucket *pInternalPointer;//foreach循环时,用来记录当前遍历到的元素位置 Bucket *pListHead; Bucket *pListTail; Bucket **arBuckets;//存储的元素数组 dtor_func_t pDestructor;//析构函数 zend_bool persistent;//是否持久保存。从这可以发现,PHP数组是可以实现持久保存在内存中的,而无需每次请求都重新加载。 unsigned char nApplyCount; zend_bool bApplyProtection; } HashTable;
除了几个记录table大小,所含元素数量的属性变量外,Bucket被多次使用到,Bucket是如何定义的:
typedef struct bucket { ulong h; //数组索引 uint nKeyLength; //字符串索引的长度 void *pData; //实际数据的存储地址 void *pDataPtr; //引入的数据存储地址 struct bucket *pListNext; struct bucket *pListLast; struct bucket *pNext; //双向链表的下一个元素的地址 struct bucket *pLast;//双向链表的下一个元素地址 char arKey[1]; /* Must be last element */ } Bucket;
有点像一个链表,Bucket就像是一个链表节点,有具体的数据和指针,而HashTable就是一个array,保存着一串Bucket元素。PHP中多维数组的实现,不过就是Bucket里面存着另一个HashTable罢了。
算一算HashTable需要占用39个字节,Bucket需要33个字节。一个空的数组就需要占用14 + 39 + 33 = 86个字节。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。
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,小型数组确实是划不来的。
PHP数组内存利用率低的原因,讲到这里,接下来的文章将解读PHP数组操作的具体实现。
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持脚本之家。
- 【专知-关关的刷题日记19】Leetcode 118. Pascal's Triangle
- 每周学点大数据 | No.3算法设计与分析理论
- HDU 1874 畅通工程续【Floyd算法实现】
- 接口测试 | 21 基于flask弄个restful API服务出来
- 数论部分第二节:埃拉托斯特尼筛法 埃拉托斯特尼筛法
- [接口测试 -基础篇] 20 用flask写一个简单server用于接口测试
- 接口测试 | urllib篇 19 urllib基本示例
- 接口测试 | urllib篇 18 urllib介绍
- 【专知-Deeplearning4j深度学习教程01】分布式Java开源深度学习框架DL4j安装使用: 图文+代码
- .Net Core Runtime安装说明
- 【专知-Deeplearning4j深度学习教程02】用ND4J自己动手实现RBM: 图文+代码
- 【专知-Deeplearning4j深度学习教程03】使用多层神经网络分类MNIST数据集:图文+代码
- TypeScript 1.6发布:完全支持React/JSX
- 【专知-Java Deeplearning4j深度学习教程04】使用CNN进行文本分类:图文+代码
- php概述
- php教程
- php环境搭建
- PHP书写格式
- php变量
- php常量
- PHP注释
- php数组
- php字符串 string
- PHP整型 integer
- PHP浮点型 float
- php布尔型
- php数据类型之数组
- php数据类型之对象
- php数据类型之null
- php数据类型之间的转换
- php运算符
- php表达式
- PHP循环控制
- PHP流程控制
- php函数
- php全局变量
- PHP魔术变量
- php命名空间
- php 日期
- PHP包含文件
- php文件
- PHP 文件上传
- php Cookies
- php Sessions
- php email
- php安全email
- php错误处理
- PHP异常处理
- php过滤器
- PHP 高级过滤器
- php json
- php 表单
- PHP MySQL 简介
- PHP 连接 MySQL
- php创建数据库
- php 创建表
- php mysq 插入数据
- PHP MySQL 插入多条数据
- PHP MySQL 预处理语句
- php mysql 读取数据
- php mysql where
- PHP MySQL Order By
- PHP MySQL Update
- PHP MySQL Delete
- php ODBC
- 【DB笔试面试858】在Oracle中,ipcs和ipcrm命令的作用有哪些?
- Qt音视频开发13-mpv录像存储
- Oracle参数解析(spfile)
- ROS2机器人笔记20-08-18
- C sharp实例:华盾武器门数据接收和解析
- JsonPath实践(三)
- 有序链表转换二叉搜索树
- 128. 最长连续序列
- 【DB笔试面试859】在Oracle中,内核参数kernel.shmall、kernel.shmall等分别代表什么含义?
- Nginx配置SSL证书
- java_Object类、日期时间类、System类、包装类
- [周末往期回顾]UNDO_TABLESPACE参数
- WordPress固定链接后404解决方法
- [Oracle故障处理]记一次INST_DRTLD_MISMATCH导致的version count过多的问题
- 查表法实现十进制转化成其他进制