PHP foreach 循環中的 Copy-On-Write 行為差異：值傳遞 vs 參考傳遞實測

實測場景

陣列含 3 個長字串，分別測試三種 foreach 寫法的內存增量。

案例 1：值傳遞、唯讀

$m1 = memory_get_usage();
$arr = explode("\n", str_repeat("aaaaaaaaaaaaaa\n", 3));
foreach ($arr as $v) { $count++; } // 唯讀
$m2 = memory_get_usage();
echo $m2 - $m1; // 788 bytes（極小，無複製）

案例 2：值傳遞、寫入

$m1 = memory_get_usage();
$arr = explode("\n", str_repeat("aaaaaaaaaaaaaa\n", 3));
foreach ($arr as $v) {
    $count++;
    $v = 'aaaaaaaaaaaaaa'; // 寫入操作
}
$m2 = memory_get_usage();
echo $m2 - $m1; // 840 bytes（增長 ~52 bytes，觸發分離）

案例 3：參考傳遞、唯讀/寫入

$m1 = memory_get_usage();
$arr = explode("\n", str_repeat("aaaaaaaaaaaaaa\n", 3));
foreach ($arr as &$v) { // & 參考
    $count++;
    // $v = '...'; // 即使寫入也無增量
}
$m2 = memory_get_usage();
echo $m2 - $m1; // 788 bytes（與唯讀值傳遞相同）

核心結論

原理解析

• as $v：每次迴圈將陣列元素 zval 的 refcount++，迴圈結束 refcount--。寫入時引擎檢測 refcount>1 執行分離。
• as &$v：直接綁定元素 zval，is_ref=1，無分離機制，修改即時生效於原陣列。

效能與安全建議

1. 唯讀遍歷大陣列：直接用 as $v，享受 COW 零複製優勢。
2. 需修改原陣列元素：用 as &$v 避免分離開銷，但迴圈結束後 必須 unset($v) 解除參考，否則後續誤用 $v 會污染最後一個元素。
3. 需修改但不影響原陣列：用 as $v 寫入（觸發分離）或迴圈前 $arr = $arr; 強制複製。
4. PHP 7.0+ 對大字串/陣列複製優化極大，分離開銷通常可接受。

經典陷阱：參考殘留

$arr = [1,2,3];
foreach ($arr as &$v) { $v *= 2; }
unset($v); // 關鍵！
foreach ($arr as $v) { echo $v; } // 正常輸出 2 4 6
// 若無 unset($v)，第二個迴圈 $v 仍參考 $arr[2]，賦值會修改原陣列

總結

理解 foreach 中 COW 的觸發條件，能在處理大數據時做出正確選擇：唯讀用值傳遞、修改原陣列用參考並 unset、修改副本用值傳遞寫入。