淺談PHP源碼三十二：PHP記憶體池中的emalloc/efree層與堆(heap)層

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淺談PHP源碼三十二：PHP記憶體池中的emalloc/efree層與堆(heap)層
emalloc/efree層是整個記憶體體系中最上層結構，它通過與堆層的交換使用PHP內建的記憶體管理機制。如果有設定USE_ZEND_ALLOC為0，則直接使用malloc/free等函數直接操作記憶體。
這裡將從emalloc與efree兩個函數的實現解析emalloc/efree層與堆層的互動，及堆層對於記憶體的管理機制。

【emalloc】
emalloc函數是從zend_alloc.h 70行開始。
emalloc是一個宏，其對應了_emalloc函數。
在_emalloc函數中，如果未使用zend的記憶體管理機制，則直接調用malloc函數，否則調用

_zend_mm_alloc_int[emalloc() -> _emalloc() -> _zend_mm_alloc_int() ]

在_zend_mm_alloc_int函數中，程式會處理真實需要的記憶體小於或大於等於ZEND_MM_MAX_SMALL_SIZE(272)兩種情況，如果小於ZEND_MM_MAX_SMALL_SIZE，則會搜尋free_buckets，看是否有合適的記憶體塊，如果可以在free_buckets中找到合適的塊使用，同直接跳轉到zend_mm_finished_searching_for_block，否則執行zend_mm_search_large_block()

[emalloc() -> _emalloc() -> _zend_mm_alloc_int() -> zend_mm_search_large_block()]
zend_mm_search_large_block函數用來在large_free_buckets中尋找合適的記憶體塊。其中當對於ZEND_MM_LARGE_BUCKET_INDEX(true_size)大小的沒有找到時，需要尋找更大塊列表中的最小塊。

如果在大塊列表和小塊列表中都沒有，則需要從剩餘列表塊中尋找，如果找到，則同樣跳轉到zend_mm_finished_searching_for_block
如果三個列表中都沒有找到，則需要重新增加記憶體配置。此時調用storage層的分配函數進行分配，其中記憶體的大小，如果需要分配的記憶體大於block_size，則需要根據大小重新計算，否則直接分配block_size大小的記憶體。
分配記憶體完後，需要重新整理堆，此時需要重新計算堆中的記憶體大小，將新分配的記憶體添加到segments_list的前面。

如果在上面的操作中是直接跳轉到zend_mm_finished_searching_for_block，則需要將使用了的記憶體塊從對應的列表中移除（此處應該是一個標記的過程，偽移除）

接下來，根據剩下的記憶體大小，將其移到空閑列表或剩餘列表。

最後返回分配的塊。

在emalloc整個過程中，有以下一些注意點。
ZEND_MM_BUCKET_INDEX(true_size)定位在bucket中的位置，這個值大於等於0，小於32。
其實現如下：

#define ZEND_MM_BUCKET_INDEX(true_size) ((true_size>>ZEND_MM_ALIGNMENT_LOG2)-(ZEND_MM_ALIGNED_MIN_HEADER_SIZE>>ZEND_MM_ALIGNMENT_LOG2))

free_bitmap和large_free_bitmap的值都是0到31。

【efree】
efree函數是從zend_alloc.h 72行開始。
efree是一個宏，其對應了_efree函數。
在_efree函數中，如果未使用zend的記憶體管理機制，則直接調用free函數，否則調用_

zend_mm_free_int[efree() -> _efree() -> _zend_mm_free_int() ]

堆首先將整個堆的大小減少，如果當前塊的後一個塊是空閑塊，則將後一個空閑塊從空閑塊列表中刪除並與當前塊合并，如果當前塊的前一個塊是空閑塊，則將前一個空閑塊從空閑塊列表中刪除並與當前塊合并，指標指向前一個空閑塊。如果此時當前塊是開始的塊，則調用zend_mm_del_segment將整段記憶體清除，如果不是開始塊，則將合并後的塊添加到空閑塊列表。

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