《PHP8上級試験対策》Copy on Write（コピーオンライト）の仕組みとメモリ管理

2025年10月11日

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はじめに

PHPの配列や文字列は、代入や関数の引数で渡すときにいきなりメモリをコピーするわけではありません。
この仕組みは「Copy on Write（COW）」と呼ばれ、PHPのメモリチューニングの基本概念の一つです。

本記事では、COWの挙動をコード例とメモリ確認で解説し、上級試験で押さえておきたいポイントをまとめます。

キーワード：Copy on Write / COW / memory_get_usage / 配列 / 文字列 / 値渡し / 参照カウント / PHPメモリ管理

コード例と実行結果

<?php
declare(strict_types=1);
error_reporting(-1);

function hoge($arg){
    echo 'in hoge memory_get_usage: ', memory_get_usage(true), "\n";
}

echo 'start memory_get_usage: ', memory_get_usage(true), "\n";

$s = str_repeat('a',1_000_000);
echo '1st memory_get_usage: ', memory_get_usage(true), "\n";

$ss = $s;
echo '2st memory_get_usage: ', memory_get_usage(true), "\n";

hoge($s);

正しい出力例（環境によって多少差があります）

start memory_get_usage: 2097152
1st memory_get_usage: 12099584
2st memory_get_usage: 12099584
in hoge memory_get_usage: 12099584

挙動の解説

$s = str_repeat('a', 1_000_000);
→ 文字列データを生成し、メモリに確保。
$ss = $s;
→ データはコピーされず、同じメモリ上の文字列を参照。
→ この時点ではメモリ使用量は増えない。
hoge($s)
→ 関数に渡す際もコピーは行われず、同じデータを参照。
→ 変更がなければメモリ使用量は変わらない。
Write（書き込み）が発生した場合に初めてコピーされる
→ COW（Copy on Write）の本質。

ASCII図解：Copy on Write

代入直後（Copy on Write 前）
┌────────────────────┐
│ 実データ "aaaa..."  │ ← 1MB
└────────────────────┘
     ▲        ▲        ▲
     │        │        │
   $s      $ss     hoge($s)
 （参照カウント3）

いずれも同じデータを指している！

書き換えが発生した瞬間にコピー
$ss[0] = 'b';   ← ここで新しいメモリ確保