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Python小白垃圾回收機制入門

←手機掃碼閱讀     f2h0b53ohn @ 2020-06-11 , reply:0

引用計數

Python默認的垃圾收集機制是“引用計數”,每個對象維護了一個ob_ref字段。它的優點是機制簡單,當新的引用指向該對象時,引用計數加1,當一個對象的引用被銷燬時減1,一旦對象的引用計數為0,該對象立即被回收,所佔用的內存將被釋放。它的缺點是需要額外的空間維護引用計數,不過最主要的問題是它不能解決“循環引用”。

什麼是循環引用?A和B相互引用而再沒有外部引用A與B中的任何一個,它們的引用計數雖然都為1,但顯然應該被回收,例子:

  a = { } # a 的引用為 1  b = { } # b 的引用為 1  a['b'] = b # b 的引用增 1,b的引用為2  b['a'] = a # a 的引用增 1,a的引用為 2  del a # a 的引用減 1,a的引用為 1  del b # b 的引用減 1, b的引用為 1

 

在這個例子中,del語句減少了 a 和 b 的引用計數並刪除了用於引用的變量名,可是由於兩個對象各包含一個對方對象的引用,雖然最後兩個對象都無法通過名字訪問了,但引用計數並沒有減少到零。因此這個對象不會被銷燬,它會一直駐留在內存中,這就造成了內存洩漏。為了解決循環引用問題,Python引入了標記-清除和分代回收兩種GC機制。

標記清除

標記――清除(Mark――Sweep)是一種基於追蹤(Tracing)回收技術實現的垃圾回收算法,對象之間通過引用(指針)連在一起,構成一個有向圖,對象構成這個有向圖的節點,而引用關係構成這個有向圖的邊。從根對象(root object)出發,沿著有向邊遍歷對象,可達的對象標記為有用的對象,不可達的對象就是要被清除的對象。所謂根對象就是一些全局引用對象和函數棧中的引用,這些引用所引用的對象是不可被刪除的。

標記清除算法作為Python的輔助垃圾收集技術主要處理的是一些容器對象,比如list、dict、tuple,instance等,因為對於字符串、數值對象是不可能造成循環引用問題。Python使用一個雙向鏈表將這些容器對象組織起來。

分代回收

分代回收是一種以空間換時間的操作方式,Python將內存根據對象的存活時間劃分為不同的集合,每個集合稱為一個代,Python將內存分為了3“代”,分別為年輕代(第0代)、中年代(第1代)、老年代(第2代),他們對應的是3個鏈表,它們的垃圾收集頻率與對象的存活時間的增大而減小。新創建的對象都會分配在年輕代,年輕代鏈表的總數達到上限時,Python垃圾收集機制就會被觸發,把那些可以被回收的對象回收掉,而那些不會回收的對象就會被移到中年代去,依此類推,老年代中的對象是存活時間最久的對象,甚至是存活於整個系統的生命週期內。同時,分代回收是建立在標記清除技術基礎之上。

分代回收同樣作為Python的輔助垃圾收集技術處理那些容器對象。

實例擴展:

引用計數實例

  import sys  class A():   def __init__(self):    '''初始化對象'''    print('object born id:%s' %str(hex(id(self))))   def f1():   '''循環引用'''   while True:    c1=A()    c2=A()    c1.t=c2    c2.t=c1    del c1    del c2

                    

   


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