1. 前言
面试的时候，可能会被问到什么是php的垃圾回收机制？下面我们从浅到深逐步了解。
2. 引用计数基本知识点
首先需要在php上装上xdebug的扩展。
下面是我们需要了解的一些变量含义：
refcount：多少个变量是一样的用了相同的值，这个数值就是多少。
is_ref：bool类型，当refcount大于2的时候，其中一个变量用了地址&的形式进行赋值，好了，它就变成1了。
2-1查看内部结构
<?php
$name = " FZ杰哥 ";
xdebug_debug_zval('name');
得到：
name:(refcount=1, is_ref=0),string ' FZ杰哥 ' (length=1 0 )
2-2增加一个计数
<?php
$name = " FZ杰哥 ";
$temp_name = $name;
xdebug_debug_zval('name');
得到：
name:(refcount=2, is_ref=0),string ' FZ杰哥 ' (length=1 0 )
此时refcount由于$temp_name使用了相同值，所以+1
2-3引用赋值
<?php
$name = " FZ杰哥 ";
$temp_name = &$name;
xdebug_debug_zval('name');
得到：
name:(refcount=2, is_ref=1),string ' FZ杰哥 ' (length=1 0 )
引用赋值会导致zval通过is_ref来标记是否存在引用的情况。
2-4数组型的变量
<?php
$name = ['a'=>' FZ ', 'b'=>' 杰哥 '];
xdebug_debug_zval('name');
得到：
name:
(refcount=1, is_ref=0),
array (size=2)
'a' => (refcount=1, is_ref=0),string '' FZ '' (length= 4 )
'b' => (refcount=1, is_ref=0),string ' 杰哥 ' (length= 6 )
2-5销毁变量
<?php
$name = " 杰哥 ";
$temp_name = $name;
xdebug_debug_zval('name');
unset($temp_name);
xdebug_debug_zval('name');
得到：
name:(refcount=2, is_ref=0),string ' 杰哥 ' (length= 6 )
name:(refcount=1, is_ref=0),string '' 杰哥 ' (length= 6 )
可以观察到， unset()并不一定会释放内存，当有两个变量指向的时候，并非会释放变量占用的内存，只是refcount减1。
3. php的内存管理机制
3-1外在的内存变化
<?php
//获取内存方法，加上true返回实际内存，不加则返回表现内存
var_dump(memory_get_usage());
$name = "咖啡色的羊驼";
var_dump(memory_get_usage());
unset($name);
var_dump(memory_get_usage());
得到：
int 1593248
int 1593384
int 1593248
大致过程：定义变量->内存增加->清除变量->内存恢复
3-2潜在的内存变化
内存的分配做了两件事情：1.为变量名分配内存，存入符号表 2.为变量值分配内存。
<?php
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());
得到：
int 1596864
int 1612080
int 1597680
我们会发现，内存没有完全收回，其原因是， 当unset的时候只释放了”为变量值分配内存”，而“为变量名分配内存”是在符号表的，符号表并没有缩小，所以没收回来的内存是被符号表占去了。
4. php如何定义垃圾？
php中判断是否为垃圾，主要看有没有变量名指向变量容器zval，如果没有则认为是垃圾，从而释放。（当refcount=0时候释放内存）
5. 第一代：php5.3之前的版本
首先，在php5.3（不包括5.3）之前的版本是没有专门的垃圾回收器的，是通过对变量zval的refcount判断是否为0，为0就释放内存否则就不释放直到进程结束。
但这样的处理会导致内存溢出的问题，无法回收的内存造成了内存泄漏。
产生内存溢出的原因是：环形引用
代码举例：
<?php
$a = ['one'];
$a[] = &$a;
xdebug_debug_zval('a');
?>
得到xdebug如下：
a:
(refcount=2, is_ref=1),
array (size=2)
0 => (refcount=1, is_ref=0),string 'one' (length=3)
1 => (refcount=2, is_ref=1),
&array<
这样 $a数组就有了两个元素，一个索引为0，值为one字符串，另一个索引为1，为$a自身的引用 。
图示：
如果此时删掉$a：
<?php $a = ['one']; $a[] = &$a; unset($a);
就会形成环形引用，如下图：
因此造成的问题如上图，在小于php5.3的版本就会出现一个问题：$a已经不在符号表了，没有变量再指向此zval容器，用户已无法访问，但是由于数组的refcount变为1而不是0，导致此部分内存不能被回收从而产生了内存泄漏。所以PHP5.3出现了专门负责清理垃圾数据、防止内存泄漏的GC。
6. 第二代：php5.3之后的版本（含5.3）
php5.3之后的版本为了解决环形饮用导致的内存溢出问题，产生了新的GC算法，
遵守以下原则：
（1）如果一个zval的refcount增加，那么此zval还在使用，不属于垃圾
（2）如果一个zval的refcount减少到0， 那么zval可以被释放掉，不属于垃圾
（3）如果一个zval的refcount减少之后大于0，那么此zval还不能被释放，此zval可能成为一个垃圾。
如何理解：
就是对此zval中的每个元素进行一次refcount减1操作，操作完成之后，如果zval的refcount=0，那么这个zval就可能是一个垃圾。
A：为了避免每次变量的refcount减少的时候都调用GC的算法进行垃圾判断，此算法会先把所有前面准则3情况下的zval节点放入一个节点(root)缓冲区(root buffer)，并且将这些zval节点标记成紫色，同时算法必须确保每一个zval节点在缓冲区中之出现一次。当缓冲区被节点塞满的时候，GC才开始开始对缓冲区中的zval节点进行垃圾判断。
B：当缓冲区满了之后，算法以深度优先对每一个节点所包含的zval进行减1操作，为了确保不会对同一个zval的refcount重复执行减1操作，一旦zval的refcount减1之后会将zval标记成灰色。需要强调的是，这个步骤中，起初节点zval本身不做减1操作，但是如果节点zval中包含的zval又指向了节点zval（环形引用），那么这个时候需要对节点zval进行减1操作。
C：算法再次以深度优先判断每一个节点包含的zval的值，如果zval的refcount等于0，那么将其标记成白色(代表垃圾)，如果zval的refcount大于0，那么将对此zval以及其包含的zval进行refcount加1操作，这个是对非垃圾的还原操作，同时将这些zval的颜色变成黑色（zval的默认颜色属性）
D：遍历zval节点，将C中标记成白色的节点zval释放掉。
算法总的套路:对于一个包含环形引用的数组，对数组中包含的每个元素的zval进行减1操作，之后如果发现数组自身的zval的refcount变成了0，那么可以判断这个数组是一个垃圾。
GC算法配置与优化：
php做事情套路都是走批量的原则。申请内存也是申请一大块，仅使用当前的一小部分剩下的等下回再用，避免多次申请。这个gc算法也是这样，会有一个缓冲区的概念，等缓冲区满了才会一次性去给清掉。
（1） 开关配置
php.ini中设置 zend.enable_gc 项来开启或则关闭GC。
（2） 缓存区配置
缓冲区默认可以放10,000个节点，当缓冲区满了才会清理。可以通过修改Zend/zend_gc.c中的GC_ROOT_BUFFER_MAX_ENTRIES 来改变这个数值，需要重新编译链接PHP
（3） 关键函数
gc_enable() : 开启GC
gc_disable() : 关闭GC
gc_collect_cycles() : 在节点缓冲区未满的情况下强制执行垃圾分析算法
如何触发内存/垃圾回收：
（1） unset函数
unset只是断开一个变量到一块内存区域的连接，同时将该内存区域的引用计数-1；内存是否回收主要还是看refount是否到0了，以及gc算法判断。
（2） = null 操作；
a=null是直接将a=null是直接将a 指向的数据结构置空，同时将其引用计数归0。
（3） 脚本执行结束
脚本执行结束，该脚本中使用的所有内存都会被释放，不论是否有引用环。
7. 第三代：php7版本的一些变化
在 PHP7 中 zval 有了新的实现方式。最基础的变化就是 zval 需要的内存不再是单独从堆上分配，不再自己存储引用计数。复杂数据类型（比如字符串、数组和对象）的引用计数由其自身来存储。这样就可以有更少的内存分配操作、更少的间接指针使用以及更少的内存分配。
参考文献：
