Збір циклічних посилань

Зазвичай механізми підрахунку посилань у пам'яті, наприклад, які працювали в PHP раніше, не вирішують проблему витоку пам'яті через циклічні посилання. Починаючи з версії 5.3.0 у PHP реалізовано синхронний механізм із дослідження «» Concurrent Cycle Collection in Reference Counted Systems», у якому розглядається це питання.

Повний опис роботи алгоритму виходить за межі цього розділу, тому наведено лише основи. Спочатку потрібно поставити основні правила. Якщо лічильник посилань збільшується, то контейнер все ще потрібний і не вважатиметься сміттям. Якщо лічильник зменшується до нуля, zval може бути видалений. З такими правилами витоку пам'яті з циклічними посиланнями можуть вийти тільки при зменшенні лічильника посилань до ненульового значення. Потім у виділених контейнерах можна знайти сміття, перевіривши, чи можна зменшити всі лічильники посилань на одиницю, і визначивши ті контейнери, у яких лічильник стане рівним нулю.

Щоб уникнути постійної перевірки на сміття з циклічними посиланнями при кожному зменшенні лічильника посилань, алгоритм додає все можливе коріння (zval контейнери) в «кореневий буфер» (позначаючи їх як «фіолетові»). Це також гарантує попадання будь-якого кореня в буфер лише один раз. Механізм складання сміття стартує лише тоді, коли наповнюється буфер (дивіться крок A на малюнку вище).

На кроці B алгоритм шукає в глибину по всіх можливих коренях для одноразового зменшення лічильника посилань на одиницю у всіх контейнерів (позначаючи їх як «сірі»). На кроці C алгоритм знову шукає для перевірки лічильників посилань. Якщо він знаходить лічильник з нульовим значенням, контейнер позначається як «білий» (на малюнку відображено синім). Якщо лічильник більший за нуль, то пошук йде в глибину від цього контейнера зі зворотним збільшенням лічильників на одиницю і повторною позначкою як «чорний» на їх контейнерах. На останньому кроці D алгоритм проходить кореневим буфером і видаляє з нього коріння контейнерів, заодно перевіряючи які контейнери позначені як «білі». Ці контейнери буде звільнено з пам'яті.

Тепер, коли є уявлення про роботу алгоритму, розглянемо його інтеграцію до PHP. За замовчуванням збирач сміття завжди включений. Для зміни цієї опції використовується параметр zend.enable_gcв php.ini.

Якщо збирач сміття включений, алгоритм пошуку циклічних посилань виконується щоразу, коли кореневий буфер наповнюється 10 000 корінням (можна змінити це значення, змінивши константу GC_THRESHOLD_DEFAULT у файлі Zend/zend_gc.c у вихідному коді PHP і перебравши PHP). Якщо збирач сміття вимкнено, алгоритм ніколи не буде запущено. Тим не менш, буфер завжди заповнюється корінням.

Якщо буфер заповнився при вимкненому механізмі складання сміття, то інше коріння не буде в нього записано. Таким чином, якщо вони виявляться сміттям із циклічними посиланнями, то ніколи не будуть очищені та створять витік пам'яті.

Причиною постійного запису коріння в буфер навіть при вимкненому механізмі складання сміття є те, що це набагато швидше, ніж постійно перевіряти, чи увімкнений механізм складання сміття. Проте, саме складання сміття та алгоритм її аналізу можуть займати значний час.

Кроме изменения параметраzend.enable_gc, механізм складання сміття можна запустити і зупинити, послідовно викликавши функції gc_enable() і gc_disable(). Виклик цих функцій має той самий ефект, що й увімкнення/вимкнення механізму у налаштуваннях конфігурації. Крім того, можна запустити складання сміття, навіть якщо кореневий буфер ще не заповнений. Для цього ви можете викликати функцію gc_collect_cycles(), яка також повертає кількість циклічних посилань, зібраних алгоритмом.

Причиною включення та вимикання механізму складання, а також його ручного запуску може стати те, що деякі частини вашої програми можуть бути вимогливими до часу. У цих випадках, можливо, не захочеться стороннього втручання збирача сміття. Зрозуміло, вимикаючи збирач сміття в певних місцях програми, є ризик отримати витік пам'яті, тому що потенційно деякі корені можуть не поміститися в обмежений кореневий буфер. Доцільніше буде викликати функцію gc_collect_cycles() прямо перед викликом функції gc_disable() для звільнення пам'яті та вже записаних коренів у буфері. Це очистить буфер і дасть більше місця для зберігання коріння, доки механізм буде вимкнений.