一、為什麼需要記憶體池
記憶體是非常寶貴的資源，需要最優訪問；
作業系統適合管理大塊記憶體，如一頁(4096位元組)，不適合小塊記憶體分配；不做記憶體池管理，容易產生記憶體碎片，會出現剩餘記憶體夠，但沒有一塊連續記憶體來分配，會引起作業系統把程式hold住來整理碎片的情況；
另外直接呼叫作業系統分配記憶體會導致從使用者態切換到核心態，開銷比較大；
二、記憶體池設計目標：
1、化零為整，減少系統呼叫；
2、不出現記憶體洩露；
3、高效，盡量無鎖設計；
三、php記憶體池實現
這是官方的示意圖，其中free_buckets代表小塊記憶體列表，large_free_buckets代表大塊記憶體列表，還有乙個rest_buckets, 鳥哥的解釋是："這個結構是個雙向列表, 用來儲存一些php分配後剩下的記憶體, 避免無意義的把剩餘記憶體插入free_buckets帶來的效能問題"。
對於小塊記憶體, php還引入了cache機制:
引入cache機制希望做到,一次定位就能查詢分配。
其中free_bitmap和和large_free_bitmap為位圖，指示對應位相應的記憶體索引是否有空閒記憶體。
下面會具體說明php是如何管理記憶體，在說明之前先說明下環境，筆記實驗的機器是64位的，php版本為5.6.2，下面的資料都是基於這個前提。
php記憶體管理主要是圍繞free_buckets和large_free_buckets這二個陣列來 展開的，這二個陣列都是乙個長度為64的陣列。
1、小塊記憶體管理
free_buckets管理長度小於等於528位元組的記憶體，free_buckets[0]管理長度為長度16-23位元組的記憶體，free_buckets[1]管理長度為24-31位元組的記憶體，依此類推……
其中每一項又是乙個雙向鍊錶，講起來比較抽象，我們來畫圖描述下分配和釋放記憶體後記憶體的布局吧。
剛開始free_buckets陣列每項都為null：
歸還32位元組記憶體後
歸還36位元組記憶體後
下次假設要分配長度32-39位元組之間的記憶體如35，直接從下標2中遍歷元素，只要哪個元素的長度大於等於要分配的長度，即將長度為36的記憶體歸還。
接下來我們看下小塊記憶體的分配是怎麼處理的，為了保證記憶體分配的高效，php每次會從作業系統分配大塊記憶體，預設是256kb，可以通過環境變數zend_mm_seg_size來設定。
從作業系統分配記憶體後，php會根據前面的換算關係，將記憶體塊放到相應的記憶體塊中，便於後續快速分配。
2、大塊記憶體管理
小塊記憶體管理長度小於等於528(參考巨集zend_mm_max_small_size的定義)位元組的記憶體，大於528的都由large_free_buckets來管理，large_free_buckets也是長度為64的陣列，每個下標管理的記憶體範圍是前開閉區間，設下標為i，則管理記憶體長度為[2^i, 2^(i+1))。
舉幾個例子，large_free_buckets[9]的下標為9，2的9次方是512， 所以其管理長度為512-1023之間的記憶體；
large_free_buckets[10]管理長度為1024-2047之間的記憶體；large_free_buckets[11]管理長度為2048-4095之間的記憶體……
這樣一共可以管理最大2^64的記憶體，當然實際不會用這麼多，因為php有記憶體限制相關引數。
可以看到，在大塊記憶體的設計時，並沒有和小塊記憶體一樣每個下標管理的記憶體長度差為8，而是下乙個下標管理的長度為上乙個下標管理的長度的2倍；之所以這樣設計，因為大塊記憶體比較大，不用太細的管理，另外就是要盡量節省記憶體，如果相鄰下標管理記憶體長度差為8位元組，則需要很大的陣列來管理這些記憶體。
這樣設計還會有個問題，可能會造成巨大的記憶體浪費，如下標10管理1024-2047之間的記憶體，如果釋放一塊長度為2046的記憶體，但申請的時候只要1030位元組，則多餘的1016位元組就白白浪費了，對於這個問題，php通過樹和雙向列表來管理：
什麼意思呢，結合釋放記憶體的過程說明下：
1)、釋放2048位元組記憶體
結合前面講的，落在下標的11元素上，2048的二進位制是100000000000，其中第1個1表示落在哪個下標中，這裡從右到左數排第12位，從0開始計算就是第11位；
從左到右數第二位是0，所以放到下標1這個元素的左子樹上。
2、釋放3100位元組記憶體
3100的二進位制是110000011100，從左到右數第二位是1，所以放在右子樹上。
3、釋放4093位元組記憶體
4093的二進位制是111111111101，從左到右第二位是1，放右子樹上，發現右子樹已經有了3100，再往右數，第三位還是1，所以放到3100的右子樹上
申請的時候就是掃這個順序掃瞄的，如果對應二進位制位為0，則掃瞄左子樹，如果為1則掃瞄右子樹。
舉個例子，這時如果要申請2900位元組記憶體，轉成二進位制為101101010100，從左往右第2位為1，所以走到3100這裡就返回了，而不會分配到4093位元組的記憶體。
四、總結
1、php的記憶體分配主要是圍繞兩個陣列來展開：free_buckets和large_free_buckets，其中前者用來管理小塊記憶體，後者用來管理大塊記憶體。
2、對於小塊記憶體，做到盡量可以再次使用，分成64個區段，每段管理的記憶體位元組間隔為8，即下標為0管理16-23，下標1管理24-31，依此類推……
3、對於大塊記憶體，陣列不宜過大，所以陣列的長度也是64，但是為了不浪費記憶體，採用樹+雙向列表來管理，方便快速查詢，也不會浪費太多記憶體。
4、記憶體分配時先從作業系統分配較大塊記憶體，分配完後放入上述相應的陣列中，方便下次使用。
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