PHP寫時複製（Copy On Write）

<?php
$foo = 1;
$bar = $foo;
echo $foo + $bar;

變數 $foo 賦值給變數 $bar，這兩個變數具有相同的值，沒有必要新申請記憶體空間，他們可以共用同一塊記憶體。在很多場景下PHP 的 COW 對記憶體進行優化。比如：變數的多次賦值、函數引數傳遞，並在函數體內修改實參等。

什麼是「複製」

這是一段摘自鳥哥部落格的例子，說的比較清楚，就直接貼過來了。

<?php
   $var = "laruence";
   $var_dup = $var;
   $var = 1;
?>

很明顯在這段程式碼執行以後，$var_dup 的值應該還是」laruence」, 那麼這又是怎麼實現的呢？這就是 PHP 的 copy on write 機制：

PHP 在修改一個變數以前，會首先檢視這個變數的 refcount，如果 refcount 大於1，PHP 就會執行一個分離的例程， 對於上面的程式碼，當執行到第三行的時候，PHP 發現 $var 指向的 zval 的 refcount 大於1，那麼 PHP 就會複製一個新的 zval 出來，將原 zval 的 refcount 減 1，並修改 symbol_table，使得 $var 和 $var_dup 分離(Separation)。這個機制就是所謂的 copy on write(寫時複製)。

寫時複製應用場景

寫時複製（Copy on Write，也縮寫為COW)的應用場景非常多， 比如Linux中對進程複製中記憶體使用的優化，在各種程式語言中，如C++的STL等等中均有類似的應用。 COW是常用的優化手段，可以歸類於：資源延遲分配。只有在真正需要使用資源時才佔用資源， 寫時複製通常能減少資源的佔用。

一個證明 PHP COW 優化記憶體占用的例子：

<?php
$j = 1;
var_dump(memory_get_usage());
 
$tipi = array_fill(0, 100000, 'php-internal');
var_dump(memory_get_usage());
 
$tipi_copy = $tipi;
var_dump(memory_get_usage());
 
foreach ($tipi_copy as $i) {
    $j += count($i);
}
var_dump(memory_get_usage());

執行結果：

$ php t . php
int(630904)
int(10479840)
int(10479944)
int(10480040)

記憶體並沒有顯著提高。

「寫時複製」的原理

多個相同值的變數共用同一塊記憶體的確節省了記憶體空間，但變數的值是會發生變化的，如果在上面的例子中， 指向同一記憶體的值發生了變化（或者可能發生變化），就需要將變化的值「分離」出去，這個「分離」的操作， 就是「複製」。

在PHP中，Zend引擎為了區別同一個zval地址是否被多個變數共用，引入了ref_count和is_ref兩個變數進行標識：

ref_count和is_ref是定義於zval結構體中

is_ref標識是不是使用者使用 & 的強制參照；

ref_count是參照計數，用於標識此zval被多少個變數參照，即COW的自動參照，為0時會被銷毀；

註：由此可見， $a=$b; 與 $a=&$b; 在PHP對記憶體的使用上沒有區別（值不變化時）；

相信大家也可以了解到PHP中COW的實現原理： PHP 中的 COW 基於參照計數ref_count 和 is_ref 實現， 多一個變數指標，就將 ref_count 加 1， 反之減去 1，減到 0 就銷毀； 同理，多一個強制參照 &,就將 is_ref 加 1，反之減去 1。

以上就是PHP寫時複製（Copy On Write）的詳細內容，更多請關注TW511.COM其它相關文章！