每個php變量存在一個叫"zval"的變量容器中。一個zval變量容器，除了包含變量的類型和值，還包括兩個位元組的額外資訊。第一個是"is_ref"，是個bool值，用來辨別這個變量是否是屬于引用集合(reference set)。通過這個位元組，php引擎才能把普通變量和引用變量區分開來，由于php允許使用者通過使用&來使用自定義引用，zval變量容器中還有一個内部引用計數機制，來優化記憶體使用。第二個額外位元組是"refcount"，用以表示指向這個zval變量容器的變量(也稱符号即symbol)個數。所有的符号存在一個符号表中，其中每個符号都有作用域(scope)，那些主腳本(比如：通過浏覽器請求的的腳本)和每個函數或者方法也都有作用域。
當一個變量被賦常量值時，就會生成一個zval變量容器，如下例這樣：
例1 生成一個新的zval容器
<?php
$a = "new string";
?>
在上例中，新的變量a，是在目前作用域中生成的。并且生成了類型為 string 和值為new string的變量容器。在額外的兩個位元組資訊中，"is_ref"被預設設定為 FALSE，因為沒有任何自定義的引用生成。"refcount" 被設定為 1，因為這裡隻有一個變量使用這個變量容器. 注意到當"refcount"的值是1時，"is_ref"的值總是FALSE. 如果你已經安裝了» Xdebug，你能通過調用函數 xdebug_debug_zval()顯示"refcount"和"is_ref"的值。
例2 顯示zval資訊
xdebug_debug_zval('a');
以上例程會輸出：
a: (refcount=1, is_ref=0)='new string'
把一個變量指派給另一變量将增加引用次數(refcount).
例3 增加一個zval的引用計數
<?php
$a = "new string";
$b = $a;
xdebug_debug_zval( 'a' );
a: (refcount=2, is_ref=0)='new string'
這時，引用次數是2，因為同一個變量容器被變量 a 和變量 b關聯.當沒必要時，php不會去複制已生成的變量容器。變量容器在”refcount“變成0時就被銷毀. 當任何關聯到某個變量容器的變量離開它的作用域(比如：函數執行結束)，或者對變量調用了函數 unset()時，”refcount“就會減1，下面的例子就能說明:
例4 減少引用計數
$c = $b = $a;
unset( $b, $c );
a: (refcount=3, is_ref=0)='new string'
如果我們現在執行 unset($a);，包含類型和值的這個變量容器就會從記憶體中删除。
複合類型(Compound Types)
當考慮像 array和object這樣的複合類型時，事情就稍微有點複雜. 與 标量(scalar)類型的值不同，array和 object類型的變量把它們的成員或屬性存在自己的符号表中。這意味着下面的例子将生成三個zval變量容器。
例5 Creating a array zval
$a = array( 'meaning' => 'life', 'number' => 42 );
以上例程的輸出類似于：
a: (refcount=1, is_ref=0)=array (
'meaning' => (refcount=1, is_ref=0)='life',
'number' => (refcount=1, is_ref=0)=42
)
圖示:
一個簡單數組的zval
這三個zval變量容器是: a，meaning和 number。增加和減少”refcount”的規則和上面提到的一樣. 下面, 我們在數組中再添加一個元素,并且把它的值設為數組中已存在元素的值:
例6 添加一個已經存在的元素到數組中
$a['life'] = $a['meaning'];
'meaning' => (refcount=2, is_ref=0)='life',
'number' => (refcount=1, is_ref=0)=42,
'life' => (refcount=2, is_ref=0)='life'
圖示：
帶有引用的簡單數組的zval
從以上的xdebug輸出資訊，我們看到原有的數組元素和新添加的數組元素關聯到同一個"refcount"2的zval變量容器. 盡管 Xdebug的輸出顯示兩個值為'life'的 zval 變量容器，其實是同一個。 函數xdebug_debug_zval()不顯示這個資訊，但是你能通過顯示記憶體指針資訊來看到。
删除數組中的一個元素，就是類似于從作用域中删除一個變量. 删除後,數組中的這個元素所在的容器的“refcount”值減少，同樣，當“refcount”為0時，這個變量容器就從記憶體中被删除，下面又一個例子可以說明：
例7 從數組中删除一個元素
unset( $a['meaning'], $a['number'] );
'life' => (refcount=1, is_ref=0)='life'
現在，當我們添加一個數組本身作為這個數組的元素時，事情就變得有趣，下個例子将說明這個。例中我們加入了引用操作符，否則php将生成一個複制。
例8 把數組作為一個元素添加到自己
$a = array( 'one' );
$a[] =&$a;
a: (refcount=2, is_ref=1)=array (
0 => (refcount=1, is_ref=0)='one',
1 => (refcount=2, is_ref=1)=...
自引用(curcular reference,自己是自己的一個元素)的數組的zval
能看到數組變量 (a) 同時也是這個數組的第二個元素(1) 指向的變量容器中“refcount”為 2。上面的輸出結果中的"..."說明發生了遞歸操作, 顯然在這種情況下意味着"..."指向原始數組。
跟剛剛一樣，對一個變量調用unset，将删除這個符号，且它指向的變量容器中的引用次數也減1。是以，如果我們在執行完上面的代碼後，對變量$a調用unset, 那麼變量 $a 和數組元素 "1" 所指向的變量容器的引用次數減1, 從"2"變成"1". 下例可以說明:
例9 Unsetting $a
(refcount=1, is_ref=1)=array (
0 => (refcount=1, is_ref=0)='one',
1 => (refcount=1, is_ref=1)=...
Zvals after removal of array with a circular reference demonstrating the memory leak
清理變量容器的問題(Cleanup Problems)
盡管不再有某個作用域中的任何符号指向這個結構(就是變量容器)，由于數組元素“1”仍然指向數組本身，是以這個容器不能被清除 。因為沒有另外的符号指向它，使用者沒有辦法清除這個結構，結果就會導緻記憶體洩漏。慶幸的是，php将在腳本執行結束時清除這個資料結構，但是在php清除之前，将耗費不少記憶體。如果你要實作分析算法，或者要做其他像一個子元素指向它的父元素這樣的事情，這種情況就會經常發生。當然，同樣的情況也會發生在對象上，實際上對象更有可能出現這種情況，因為對象總是隐式的被引用。
如果上面的情況發生僅僅一兩次倒沒什麼，但是如果出現幾千次，甚至幾十萬次的記憶體洩漏，這顯然是個大問題。這樣的問題往往發生在長時間運作的腳本中，比如請求基本上不會結束的守護程序(deamons)或者單元測試中的大的套件(sets)中。後者的例子：在給巨大的eZ(一個知名的PHP Library) 元件庫的模闆元件做單元測試時，就可能會出現問題。有時測試可能需要耗用2GB的記憶體，而測試伺服器很可能沒有這麼大的記憶體。
原文釋出時間為：2017-10-12
本文作者:阿裡雲栖技術社群
本文來自雲栖社群合作夥伴“51CTO”，了解相關資訊可以關注。