本篇為PHP系列。
Copy-on-write 是一種用來的節省記憶體用量的機制，
在很多地方都有使用到，而 PHP 的 Array 也有用到這樣的機制，
不過在開始正式討論 Array Copy-on-write 之前，我們先來稍微看一下 PHP Array 的複製機制。
PHP Array 複製
PHP Array 複製預設的做法是：copy by value，
也就是值的複製，
將一個 array 複製到另外一個變數後，這兩個 array 的值都是一樣的，
而且修改其中任何一個，都不會影響到另外一個。
舉例來說，將$student1 assign 給 $student2後，兩個變數所包含的值，都是一樣的：
$students1 = ["王小明", "陳阿美", "周小弟"];
$students2 = $students1;
print_r($students1);
print_r($students2);
分別會印出一樣的結果：
Array
(
[0] => 王小明
[1] => 陳阿美
[2] => 周小弟
)
Array
(
[0] => 王小明
[1] => 陳阿美
[2] => 周小弟
)
接續著，我們修改$students2的值，
<?php
$students2[0] = "李小白";
print_r($students1);
print_r($students2);
會看到$student1維持不變，代表兩個是互不影響的：
Array
(
[0] => 王小明 <---維持不變
[1] => 陳阿美
[2] => 周小弟
)
Array
(
[0] => 李小白 <---改變
[1] => 陳阿美
[2] => 周小弟
)
記憶體用量
兩個變數若要完全不互相影響，代表兩個變數必須擁有獨立的記憶體空間，
讓兩個 Array 可以把各自所有的填入到自己的空間中。
按照這個邏輯來看，記憶體用量應該會是原本的兩倍，
$students1 跟 $students2 都會各自使用一倍的記憶體，
但其實PHP在這邊有做一點小小的記憶體用量優化，並不一定會真的使用到兩倍，
我們來看下面的例子：
<?php
print_r("1. 程式開始執行: " . round(memory_get_usage()/1024) . " KB\n");
// 塞一萬個test進入$a
$a = array_fill(0, 10000, 'test');
print_r("2. 產生大Array後: " . round(memory_get_usage()/1024) . " KB\n");
// 複製$a到$b
$b = $a;
print_r("3. 複製大Array後: " . round(memory_get_usage()/1024) . " KB\n");
// 修改$b
$b[0] = 'ttttt';
print_r("4. 修改複製後的Array: " . round(memory_get_usage()/1024) . " KB\n");
輸出：
1. 程式開始執行: 388 KB
2. 產生大Array後: 904 KB
3. 複製大Array後: 904 KB
4. 修改複製後的Array: 1420 KB
大家可以發現第 2 個紀錄點及第 3 個紀錄點，雖然複製了，但顯示的記憶體用量還是一樣的，
直到第 4 個紀錄點，修改$b後，記憶體量才暴增。
再稍微看一下數字，
紀錄點 2 和紀錄點 1 的差距： 904 - 388 = 516。我們可以把這個 516KB 視為 $a 的大小。
紀錄點 4和紀錄點 3 的差距：1420 - 904 = 516。可以看出，新增的用量是 516KB ，
而這個 516KB 剛好等同於 $a 的大小，也就符合前面所推論的，array的複製需要新增一倍的空間。
關於
memory_get_usage的用法可以參考我之前的文章：PHP如何衡量程式記憶體用量
Copy-on-write(COW)，寫入時複製
PHP 在這邊採用的優化方式就叫做：Copy-on-Write。
當我們將一個變數的值複製給另外一個變數時，其實不會立刻做複製，
而是會透過指標的方式，讓兩個變數使用同一份記憶體空間，
直到真正需要將兩個變數的值區分開來的時候，才會複製所有的值，記憶體用量這個時候才會增加，
例如前面範例的 $b ，原本 $a 及 $b 長得一模一樣，所以實際上是指向同一個記憶體空間，
直到修改了 $b，兩者的值不一樣了以後，PHP才自動複製另外一份出來。
順帶一提，如果繼續使用同一份記憶體空間，
那麼修改$b就會影響到$a，這樣就違反 copy by value 的原則了。
衍伸
將 $a 複製給 $b後，反過來修改 $a 也會是一樣的喔：
<?php
print_r("1. 程式開始執行: " . round(memory_get_usage()/1024) . " KB\n");
// 塞一萬個test進入$a
$a = array_fill(0, 10000, 'test');
print_r("2. 產生大Array後: " . round(memory_get_usage()/1024) . " KB\n");
// 複製$a到$b
$b = $a;
print_r("3. 複製大Array後: " . round(memory_get_usage()/1024) . " KB\n");
// 修改$a
$a[0] = 'ttttt';
print_r("4. 修改複製後的Array: " . round(memory_get_usage()/1024) . " KB\n");
結果：
1. 程式開始執行: 388 KB
2. 產生大Array後: 904 KB
3. 複製大Array後: 904 KB
4. 修改複製後的Array: 1420 KB
執行環境
PHP 8.0.11
參考
PHP Internals Book - Memory management
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