PHP传引用会增加内存使用量

Question

在调用函数并传递大字符串时，我通常通过引用传递。这样做的目的是使PHP不通过传递字符串的副本来传递值，从而降低内存使用量。然而，在某些情况下，我注意到相反的效果。

在下面的示例中，在将字符串通过引用传递到函数中时，在is_string()调用时，峰值内存使用量翻倍。

代码：

$buf = '';
report_memory(__LINE__);

$buf = file_get_contents('./20MB.pdf');
report_memory(__LINE__);

example($buf);
report_memory(__LINE__);

function example(& $str) {
    report_memory(__LINE__);
    is_string($str);
    report_memory(__LINE__);
}

function report_memory($line=0) {
    echo 'Line: ' . str_pad($line,3) . ' ';
    echo 'Mem: '  . str_pad(intval(memory_get_usage()/1024     ) . 'K',8) . ' ';
    echo 'Peak: ' . str_pad(intval(memory_get_peak_usage()/1024) . 'K',8) . ' ';
    echo "\n";
}

输出：

Line: 2   Mem: 625K     Peak: 631K
Line: 5   Mem: 21058K   Peak: 21076K
Line: 11  Mem: 21058K   Peak: 21076K
Line: 13  Mem: 21058K   Peak: 41494K
Line: 8   Mem: 21058K   Peak: 41494K

将函数example()更改以删除引用：

function example($str) {
    report_memory(__LINE__);
    is_string($str);
    report_memory(__LINE__);
}

输出：

Line: 2   Mem: 625K     Peak: 631K
Line: 5   Mem: 21058K   Peak: 21076K
Line: 11  Mem: 21058K   Peak: 21076K
Line: 13  Mem: 21058K   Peak: 21076K
Line: 8   Mem: 21058K   Peak: 21076K

这是我所期望的。那么当变量是引用时，为什么使用is_string()会使内存翻倍呢？

环境是运行着标准PHP 5.3.3的CentOS 6.6。

- Bob Stack

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也许你应该考虑将这个问题作为一个问题提出到 bugs.php.net，那里你更有可能从 PHP 核心开发人员得到明确的答案...虽然其中一些人经常浏览 StackOverflow，可能会看到你的问题，但通过询问编写 PHP 本身的人来获得准确的答案更为可靠。 - Mark Baker

如果你正在详细评估 PHP，那么使用像 Vulcan Logic Dumper 这样的工具，对代码进行操作码级别的分析，可能会让你了解 PHP 是如何在底层运作的。 - Mark Baker

@Mark Baker：目前我认为这是我对PHP工作方式的了解不足导致的问题（而不是PHP的错误或实现决定）。不过您提供的两个好主意。谢谢！ - Bob Stack

作为学习PHP工作原理的一种方式，阅读源代码总是很有用的（尽管很难追踪参数是如何传递给函数的，而不仅仅是查看函数本身的代码），但VLD是一个非常有用的工具。 - Mark Baker

这个问题已经在PHP 7.2.24中得到了解决（多数情况下）。 - Bob Stack

Answer 1

Zend引擎使用惰性复制机制。在变量被修改之前，它不会创建变量的副本。PHP创建了一组结构来维护引用，这就是为什么通过引用传递变量实际上“更慢”的原因。

- Sofiane Sadi

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我理解lazy-copy。这不是问题所在。问题是：为什么按引用传递会增加峰值内存使用量，在这个例子中，调用is_string()？ - Bob Stack