PHP 8.5 垃圾回收改进

PHP 内存消耗的大幅优化已经很罕见了。近年来的内存改进范围较小，主要集中在某些类型变量的细节上。

比如改进垃圾回收器（GC）在边缘情况下的表现。Iljia Tovilo 为 PHP 8.5 贡献了这个优化，标题是"将枚举和静态伪闭包标记为不可回收"。

简单来说，对于这两种变量类型，循环回收器不会尝试"收集"它们，大量使用这些实例时就能避免不必要的 GC 运行。

这没有任何副作用，因为这些类型本身不可能形成循环引用，本来就不在 GC 的管辖范围内。

原文链接 PHP 8.5 垃圾回收改进

快速回顾：PHP 的垃圾回收器是如何工作的？

要理解为什么这很有用，先快速回顾一下 PHP 垃圾回收的工作原理。

简单来说，PHP 的 GC 不是持续运行的，而是由阈值触发。这个阈值是：内存中至少有 10,000 个可能存在循环引用的对象或数组。如果这些实例数量不断增加而无法清理，GC 可能会在越来越多的对象上运行，消耗宝贵的计算资源。

因此，减少符合垃圾回收条件的对象数量可以降低 GC 运行的概率，从而提升性能。

PHP 7.3 添加了一个实用函数 gc_status()（文档），可以很方便地了解垃圾回收的性能情况。

实际收益是什么？

看一下 PR 中的例子，大量 first class callable 实例被添加到数组中，然后进行迭代。

php 复制代码

<?php

function foo() {}

$array = [];
for ($i = 0; $i < 10_000_000; $i++) {
    $array[] = foo(...);
}

//
// 这个循环是为了确保触发循环回收器：
// - `as $foo` 会增加数组元素的引用计数
// - 变量超出作用域后引用计数又会减少
//
foreach ($array as $foo) {}

echo json_encode(gc_status(), JSON_PRETTY_PRINT);

在旧版 PHP 中，这会触发循环回收器检查所有这些实例是否存在循环引用。由于这些实例不可能有循环引用，这些检查是多余的。对于 1000 万个条目，这导致了 44 次 GC 运行，而 PHP 8.5 及以后版本在相同代码下是 0 次。

定义："静态伪闭包"

PR 标题说优化适用于"枚举和静态伪闭包"。静态伪闭包显然是更常见的情况，而且术语与用户层面的命名不一致，我们来深入了解一下：什么是"静态伪闭包"？

上面的例子使用了"静态伪闭包"，在用户层面通常称为"first-class callable"。在这个例子中，就是 foo(...)。

要判断一个 callable 是否是"伪闭包"，可以检查该 callable 的反射类的 anonymous 标志是否返回 false，即 (new \ReflectionFunction($callable))->isAnonymous();。

类型中的"静态"部分指的是 OOP 中的 static：没有访问对象实例（即 $this）的权限。

在下面这个不同闭包的列表中，你可以看到哪些被 PR 认为是静态伪闭包，哪些不是：

php 复制代码

<?php

class Foo 
{
    public static function bar(): void {}
    public function baz(): void {}    
}

function bar(): void {}

//
// 静态伪闭包
//
var_dump(...);
bar(...);
Foo::bar(...);
$callable = Closure::fromCallable('bar');
$callable(...);

// 伪闭包，但非静态
(new Foo())->baz(...);
// 匿名函数，不是伪闭包
$anon = static function () {};
$anon(...);

枚举的情况

第二种被优化的类型是枚举实例。这在实际项目中的影响可能较小，因为只有当代码库包含大量枚举且每个枚举有很多 case 时才会影响性能。枚举实例是单例的，每个枚举 case 只会被实例化一次。即使有数千个引用指向相同的三四个枚举 case，也不会有影响，因为每个枚举 case 在 GC 的根缓冲区中只能出现一次。

总结

这样的小改进表明，PHP 的内存管理在已经相当成熟的情况下仍然可以继续优化。

这个改动可能在某些情况下提升性能，但更重要的是，它确保垃圾回收运行不会在无关的检查上浪费时间。

感谢 Iljia Tovilo 的贡献。