PHP数组实际占用内存大小的分析

我们在前面的php高效写法提到，尽量不要复制变量，特别是数组。一般来说，PHP数组的内存利用率只有 1/10, 也就是说，一个在C语言里面100M 内存的数组，在PHP里面就要1G。下面我们可以粗略的估算PHP数组占用内存的大小,首先我们测试1000个元素的整数占用的内存：

<?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 - $start)/1024 ,'kb' , '<br>';
echo 'argv:',($end - $mid)/1024 ,'kb' , '<br>';

输出是:

350752

435248

519424

argv:84.416byte

argv:84.176byte

大概了解1000 个元素的整数数组需要占用 82k 内存，平均每个元素占用 84 个字节。而纯 C 中整体只需要 4k(一个整型占用4byte * 1000 )。memory_get_usage() 返回的结果并不是全是被数组占用了，还要包括一些 PHP 运行本身分配的一些结构，可能用内置函数生成的数组更接近真实的空间:

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

得到:

argv:54.5792byte

argv:54.5792byte
从这个结果来看似乎一个数组元素大约占用了54个左右的字节。再看看数组在Zend里面的C结构，PHP中的数组变量，首先需要一个 zval 结构:

struct _zval_struct {

zvalue_value value;

zend_uint refcount__gc;

zend_uchar type;

zend_uchar is_ref__gc;

};

zvalue_value 是一个union:

typedef union _zvalue_value {

long lval;

double dval;

struct {

char *val;

int len;

} str;

HashTable *ht;

zend_object_value obj;

} zvalue_value;

通常 zval 结构需要 8+6=14 个字节，PHP中每个变量都有对应的 zval，但是数组，字符串和对象还需要另外的存储结构，而数组则是一个 HashTable :

typedef struct _hashtable {

uint nTableSize;

uint nTableMask;

uint nNumOfElements;

ulong nNextFreeElement;

Bucket *pInternalPointer;

Bucket *pListHead;

Bucket *pListTail;

Bucket **arBuckets;

dtor_func_t pDestructor;

zend_bool persistent;

unsigned char nApplyCount;

zend_bool bApplyProtection;

} HashTable;

HashTable 结构需要 40 个字节，每个数组元素存储在 Bucket 结构中:

typedef struct bucket {

ulong h;

uint nKeyLength;

void *pData;

void *pDataPtr;

struct bucket *pListNext;

struct bucket *pListLast;

struct bucket *pNext;

struct bucket *pLast;

char arKey[1];

} Bucket;

Bucket 结构需要 36 个字节，键长超过四个字节的部分附加在 Bucket 后面，而元素值很可能是一个 zval 结构，另外每个数组会分配一个由 arBuckets 指向的 Bucket 指针数组， 虽然不能说每增加一个元素就需要一个指针，但是实际情况可能更糟。这么算来一个数组元素就会占用 54 个字节，与上面的估算几乎一样。

一个空数组至少会占用 14(zval) + 40(HashTable) + 32(arBuckets) = 86 个字节，作为一个变量应该在符号表中有个位置，也是一个数组元素，因此一个空数组变量需要 118 个字节来描述和存储。从空间的角度来看，小型数组平均代价较大，当然一个脚本中不会充斥数量很大的小型数组，可以以较小的空间代价来获取编程上的快捷。但如果将数组当作容器来使用就是另一番景象了，实际应用经常会遇到多维数组，而且元素居多。比如10k个元素的一维数组大概消耗540k内存，而10k x 10 的二维数组理论上只需要
6M 左右的空间，但是按照 memory_get_usage 的结果则两倍于此，[10k,5,2]的三维数组居然消耗了23M，小型数组果然是划不来的