PHP數組實際占用內存大小的分析

我們在前面的php高效寫法提到，盡量不要復制變量，特別是數組。一般來說，PHP數組的內存利用率只有 1/10, 也就是說，一個在C語言里面100M 內存的數組，在PHP里面就要1G。下面我們可以粗略的估算PHP數組占用內存的大小,首先我們測試1000個元素的整數占用的內存：

<?php  
    echo memory_get_usage() , '<br>';  
    $start = memory_get_usage();  
    $a = Array();  
    for ($i=0; $i<1000; $i++) {  
    $a[$i] = $i + $i;  
    }  
    $mid =  memory_get_usage();  
    echo memory_get_usage() , '<br>';  
    for ($i=1000; $i<2000; $i++) {  
    $a[$i] = $i + $i;  
    }  
    $end =  memory_get_usage();  
    echo memory_get_usage() , '<br>';  
    echo 'argv:', ($mid - $start)/1000 ,'bytes' , '<br>';  
    echo 'argv:',($end - $mid)/1000 ,'bytes' , '<br>';

輸出是:

353352
    437848
    522024
    argv:84.416bytes
    argv:84.176

大概了解1000 個元素的整數數組需要占用 82k 內存，平均每個元素占用 84 個字節。而純 C 中整體只需要 4k(一個整型占用4byte * 1000 )。memory_get_usage() 返回的結果并不是全是被數組占用了，還要包括一些 PHP 運行本身分配的一些結構，可能用內置函數生成的數組更接近真實的空間:

<?php  
    $start = memory_get_usage();  
    $a = array_fill(0, 10000, 1);  
    $mid = memory_get_usage(); //10k elements array;  
    echo 'argv:', ($mid - $start )/10000,'byte' , '<br>';  
    $b = array_fill(0, 10000, 1);  
    $end = memory_get_usage(); //10k elements array;  
    echo 'argv:', ($end - $mid)/10000 ,'byte' , '<br>';

得到:

argv:54.5792byte
argv:54.5784byte

從這個結果來看似乎一個數組元素大約占用了54個字節左右。

首先看一下32位機C語言各種類型占用的字節：

#include "stdafx.h"  
//#include <stdio.h>  
   
int main() {  
        printf("int:%d\nlong:%d\ndouble:%d\nchar*:%d\nsize_t:%d\n",   
        sizeof(int), sizeof(long),   
        sizeof(double), sizeof(char *),   
        sizeof(size_t));  
    return   0;   
}

int:4
long:4
double:8
har*:4
size_t:4
在PHP中都使用long類型來代表數字，沒有使用int類型
大家都明白PHP是一種弱類型的語言，它不會去區分變量的類型，沒有int float char *之類的概念。
我們看看php在zend里面存儲的變量，PHP中每個變量都有對應的 zval， Zval結構體定義在Zend/zend.h里面，其結構:

typedef struct _zval_struct zval;  
struct _zval_struct {  
    /* Variable information */  
    zvalue_value value;     /* The value 1 12字節(32位機是12，64位機需要8+4+4=16) */  
    zend_uint refcount__gc; /* The number of references to this value (for GC) 4字節 */  
    zend_uchar type;        /* The active type 1字節*/  
    zend_uchar is_ref__gc;  /* Whether this value is a reference (&) 1字節*/  
};

PHP使用一種UNION結構來存儲變量的值,即zvalue_value 是一個union，UNION變量所占用的內存是由最大

成員數據空間決定。

f union _zvalue_value {  
    long lval;                  /* long value */  
    double dval;                /* double value */  
    struct {                    /* string value */  
        char *val;  
        int len;  
    } str;   
    HashTable *ht;              /* hash table value */  
    zend_object_value obj;      /*object value */  
} zvalue_value;

 最大成員數據空間是struct str，指針占*val用4字節，INT占用4字節，共8字節。

       struct zval占用的空間為8+4+1+1 = 14字節，

      其實呢，在zval中數組，字符串和對象還需要另外的存儲結構，數組則是一個 HashTable:

   HashTable結構體定義在Zend/zend_hash.h.

typedetypedef struct _hashtable {  
    uint nTableSize;//4  
    uint nTableMask;//4  
    uint nNumOfElements;//4  
    ulong nNextFreeElement;//4  
    Bucket *pInternalPointer;   /* Used for element traversal 4*/  
    Bucket *pListHead;//4  
    Bucket *pListTail;//4  
    Bucket **arBuckets;//4  
    dtor_func_t pDestructor;//4  
    zend_bool persistent;//1  
    unsigned char nApplyCount;//1  
    zend_bool bApplyProtection;//1  
#if ZEND_DEBUG  
    int inconsistent;//4  
#endif  
} HashTable;

HashTable 結構需要 39 個字節，每個數組元素存儲在 Bucket 結構中:

typedef struct bucket {  
    ulong h;    /* Used for numeric indexing                4字節 */  
    uint nKeyLength;    /* The length of the key (for string keys)  4字節 */  
    void *pData;        /* 4字節*/  
    void *pDataPtr;         /* 4字節*/  
    struct bucket *pListNext;  /* PHP arrays are ordered. This gives the next element in that order4字節*/  
    struct bucket *pListLast;  /* and this gives the previous element           4字節 */  
    struct bucket *pNext;      /* The next element in this (doubly) linked list     4字節*/  
    struct bucket *pLast;      /* The previous element in this (doubly) linked list     4字節*/  
    char arKey[1];            /* Must be last element   1字節*/  
} Bucket;

Bucket 結構需要 33 個字節，鍵長超過四個字節的部分附加在 Bucket 后面，而元素值很可能是一個 zval 結構，另外每個數組會分配一個由 arBuckets 指向的 Bucket 指針數組， 雖然不能說每增加一個元素就需要一個指針，但是實際情況可能更糟。這么算來一個數組元素就會占用 54 個字節，與上面的估算幾乎一樣。

    一個空數組至少會占用 14(zval) + 39(HashTable) + 33(arBuckets) = 86 個字節，作為一個變量應該在符號表中有個位置，也是一個數組元素，因此一個空數組變量需要 118 個字節來描述和存儲。從空間的角度來看，小型數組平均代價較大，當然一個腳本中不會充斥數量很大的小型數組，可以以較小的空間代價來獲取編程上的快捷。但如果將數組當作容器來使用就是另一番景象了，實際應用經常會遇到多維數組，而且元素居多。比如10k個元素的一維數組大概消耗540k內存，而10k x 10 的二維數組理論上只需要 6M 左右的空間，但是按照 memory_get_usage 的結果則兩倍于此，[10k,5,2]的三維數組居然消耗了23M，小型數組果然是劃不來的。

轉自：http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7376705