プログラミング初心者のPHP修羅の道＃19〜PHP8上級問題を徹底追求する〜

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xdebug_debug_zval()・memory_get_peak_usage()・シャローコピー・ディープコピー・コピーオンライト

PHPのメモリ消費 に関する説明の中で、誤っているものを1つ選びなさい。
なお「￥」はバックスラッシュに読み替えること。

PHPでは、「プログラムが動的に確保したメモリ領域のうち、不要になった領域を自動的に解放する」いわゆるガベージコレクションが機能として存在する。
PHPのガベージコレクションは「参照カウント法」という方式で管理されている。
参照された数は、Xdebugがインストール済みであれば  xdebug_debug_zval()関数によって得る事ができる。
そのため、以下のコード

declare(strict_types=1);
error_reporting(-1);

$obj = new stdClass();
xdebug_debug_zval('obj');
$obj2 = $obj;
xdebug_debug_zval('obj');
xdebug_debug_zval('obj2');
unset($obj);
xdebug_debug_zval('obj2');

は正しく実行でき、結果は

obj: (refcount=1, is_ref=0)=class stdClass {  }
obj: (refcount=2, is_ref=0)=class stdClass {  }
obj2: (refcount=2, is_ref=0)=class stdClass {  }
obj2: (refcount=1, is_ref=0)=class stdClass {  }

となる。

・$a = “new string”;というコードが実行されると、新しい変数名$aが現在のスコープで作成され、この$a変数には値が “new string”であり、型がstringである新しい変数コンテナが作成されます。

・この変数コンテナには、参照集合の一部かどうかを示すis_refという情報のビットが含まれていますが、この時点ではユーザーランド参照が作成されていないため、is_refはデフォルトでfalseにセットされます。また、この変数コンテナを利用するシンボル（変数名）が1つだけあるため、refcountは1に設定されます。

・注意点として、refcountを持つ参照である場合（つまり、is_refビットがtrueの場合）であっても、refcountが1の場合は参照されていないかのように扱われます（つまり、is_refが常にfalseであったかのように）。これには Xdebugというツールを使うと情報を表示できます。

つまり、xdebug_debug_zval(‘a’);を実行すると、変数名$aの変数コンテナについての情報が表示され、その情報にはrefcountやis_refの値が含まれています。この情報を確認することで、PHPの変数の参照やリファレンスの管理状況を理解することができます。

PHPの変数で、参照された数は、Xdebug がインストール済みであれば  xdebug_debug_zval() 関数によって得る事ができる。
しかしintやstringなどの型の変数は、＝(代入演算子)によって「元の変数を新しい変数にコピーする(値による代入)」ために、通常の代入ではrefcountは増えない。
一方で参照による代入(&)をすると、refcountが増える。
そのため、以下のコード

declare(strict_types=1);
error_reporting(-1);

$i = 1;
xdebug_debug_zval('i');
$i2 = $i;
xdebug_debug_zval('i');
$i3 = &$i;
xdebug_debug_zval('i');

を実行すると

i: (refcount=0, is_ref=0)=1
i: (refcount=0, is_ref=0)=1
i: (refcount=2, is_ref=1)=1

となる。

PHPの変数で、参照された数は、Xdebug がインストール済みであれば  xdebug_debug_zval() 関数によって得る事ができる。
オブジェクトをcloneした場合は「オブジェクトのプロパティを 全てシャローコピーする」が、コピーオンライトによって内部的には参照が用いられているために、値を変更するまでの間は一時的にrefcountが増える。
そのため、以下のコード

declare(strict_types=1);
error_reporting(-1);

$obj = new stdClass();
xdebug_debug_zval('obj');
$obj2 = clone $obj;
xdebug_debug_zval('obj');
$obj2->tset = 'value';
xdebug_debug_zval('obj');

を実行すると

obj: (refcount=1, is_ref=0)=class stdClass {  }
obj: (refcount=2, is_ref=0)=class stdClass {  }
obj: (refcount=1, is_ref=0)=class stdClass {  }

となる。

PHPの変数はコピーオンライトが使われているため、参照ではないコピーであっても、コピーのタイミングではメモリはほとんど消費される事がない。
ただしコピー先の値に変更が加わると、そのタイミングで「実態がコピーされる」ために、一気にメモリが消費される。
そのため、以下のコード

declare(strict_types=1);
error_reporting(-1);

$awk = range(0, 1000000);
var_dump(memory_get_usage(true));
$awk2 = $awk;
var_dump(memory_get_usage(true));
$awk2[] = 'v';
var_dump(memory_get_usage(true));

を実行すると

int(35655680)
int(35655680)
int(69214208)

となる(値は環境によって変わる)。