詳解PHP內存池中的存儲層(1)

PHP的內存管理器是分層（hierarchical）的。這個管理器共有三層：存儲層（storage）、堆（heap）層和 emalloc/efree 層。存儲層通過 malloc()、mmap() 等函數向系統真正的申請內存，並通過free()函數釋放所申請的內存。

存儲層通常申請的內存塊都比較大，這裡申請的內存大並不是指storage層結構所需要的內存大，只是堆層通過調用存儲層的分配方法時，其以段的格式申請的內存比較大，存儲層的作用是將內存分配的方式對堆層透明化。

首先看storage層的結構：

/* 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);    //初始化函數  
    void (*dtor)(zend_mm_storage *storage);    //析構函數  
    void (*compact)(zend_mm_storage *storage);  
    zend_mm_segment* (*_alloc)(zend_mm_storage *storage, size_t size);    //內存分配函數  
    zend_mm_segment* (*_realloc)(zend_mm_storage *storage, zend_mm_segment *ptr, size_t size);    //重新分配內存函數  
    void (*_free)(zend_mm_storage *storage, zend_mm_segment *ptr);    //釋放內存函數  
} zend_mm_mem_handlers;  
   
struct _zend_mm_storage {  
    const zend_mm_mem_handlers *handlers;    //處理函數集  
    void *data;  
};  

內存的分配方式，調用的函數是_zend_mm_storage結構中的處理函數集，而內存是以段的形式表現的。

4種內存方案

PHP在存儲層共有4種內存分配方案: malloc，win32，mmap_anon，mmap_zero。默認使用malloc分配內存，如果設置了ZEND_WIN32宏，則為windows版本，調用HeapAlloc分配內存，剩下兩種內存方案為匿名內存映射，並且PHP的內存方案可以通過設置變量來修改。

官方說明如下：

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.

在代碼中，對於這4種內存分配方案，分別對應實現了zend_mm_mem_handlers中的各個處理函數。配合代碼的簡單說明如下：

/* 使用mmap內存映射函數分配內存 寫入時拷貝的私有映射，並且匿名映射，映射區不與任何文件關聯。*/  
# 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內存映射函數分配內存 寫入時拷貝的私有映射，並且映射到/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分配內存 windows版本 關於這點，注釋中寫的是VirtualAlloc() to allocate memory，實際在程序中使用的是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分配內存 默認為此種分配 如果有加ZEND_WIN32宏，則使用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}  
};  

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