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python的垃圾回收机制

时间:2020-07-07 18:13:37      阅读:79      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:class   回收机制   时间   使用   指针   变量   容器   http   数据   

python垃圾回收机制-详解

说明:垃圾回收机制(Garbage collection 简称 GC),GC系统作用不仅限于垃圾回收,主要负责三个方面:

  • 为新生成的对象分配内存
  • 识别垃圾对象
  • 从垃圾对象那回收内存

一、简述python垃圾回收方法

在Python中,垃圾回收机制主要是以引用计数为主要手段,以标记清除和分代回收机制作为辅助手段实现的。

  • 引用计数
  • 标记-删除
  • 分代收集

二、详述

1、引用计数机制

python中每个东西都是对象,对象的核心是一个结构体:PyObject

typedef struct_object {
    int ob_refcnt;
    struct_typeobject *ob_type;
    } PyObject;

PyObject是每个对象必有的内容,其中ob_refcnt就是做为引用计数。当一个对象有新的引用时,它的ob_refcnt就会增加,当引用它的对象被删除,它的ob_refcnt就会减少

我们来看看引用计数+1的情况有什么:

(1)对象被创建:

技术图片

这里实际上123这个对象并没有在内存中新建,因为在Python启动解释器的时候会创建一个小整数池,在-5~256之间的整数对象会被自动加载到内存中等待调用。因此a=123是对123这个整数对象增加了一次引用。而456是不在整数池里的,需要创建对象,那么最后的引用次数是2呢?因为sys.getrefcount(b)也是一次引用。

(2)对象被引用:

技术图片

每一次赋值操作都会增加数据的引用次数,要记住引用的变量a、b、c指向的是数据456,而不是变量本身。

(3)对象作为参数传递到函数中:

技术图片

这里可以很明显看到在被传递到函数中后,引用计数增加了1。

(4)对象作为元素储存到容器中:

技术图片

这里我们在创建对象之后,把a分别添加到了一个列表和一个元组中,引用计数都增加了。

引用计数的优点:

  • 简单
  • 实时性(计数归零,直接回收,释放内存)

引用计数的缺点:

  • 维护引用计数消耗资源
  • 无法解决循环引用问题

循环引用举例:

list1=[]
list2=[]
list1.append(list2)
list2.append()

说明:list1与list2相互引用,如果不存在其他对象对它们的引用,list1与list2的计数仍为1,所占内存不会被回收,即引用计数机制无法解决循环引用导致的内存泄漏问题。

2、标记-清除

标记清除(Mark—Sweep)算法是一种基于追踪回收(tracing GC)技术实现的垃圾回收算法。它分为两个阶段:第一阶段是标记阶段,GC会把所有的活动对象打上标记,第二阶段是把那些没有标记的对象非活动对象进行回收。

对象之间通过引用(指针)连在一起,构成一个有向图,对象构成这个有向图的节点,而引用关系构成这个有向图的边。从根对象(root object)出发,沿着有向边遍历对象,可达的(reachable)对象标记为活动对象,不可达的对象就是要被清除的非活动对象。根对象就是全局变量、调用栈、寄存器。

           技术图片

在上图中,可以从程序变量直接访问块1,并且可以间接访问块2和3。程序无法访问块4和5。第一步将标记块1,并记住块2和3以供稍后处理。第二步将标记块2,第三步将标记块3,但不记得块2,因为它已被标记。扫描阶段将忽略块1,2和3,因为它们已被标记,但会回收块4和5。

标记清除算法作为Python的辅助垃圾收集技术,主要处理的是一些容器对象,比如list、dict、tuple等,因为对于字符串、数值对象是不可能造成循环引用问题。Python使用一个双向链表将这些容器对象组织起来。不过,这种简单粗暴的标记清除算法也有明显的缺点:清除非活动的对象前它必须顺序扫描整个堆内存,哪怕只剩下小部分活动对象也要扫描所有对象。

3、分代回收

分代回收是建立在标记清除技术基础之上的,是一种以空间换时间的操作方式。

Python将内存根据对象的存活时间划分为不同的集合,每个集合称为一个代,Python将内存分为了3“代”,分别为年轻代(第0代)、中年代(第1代)、老年代(第2代),他们对应的是3个链表,它们的垃圾收集频率与对象的存活时间的增大而减小。新创建的对象都会分配在年轻代,年轻代链表的总数达到上限时,Python垃圾收集机制就会被触发,把那些可以被回收的对象回收掉,而那些不会回收的对象就会被移到中年代去,依此类推,老年代中的对象是存活时间最久的对象,甚至是存活于整个系统的生命周期内。

参考A:https://www.cnblogs.com/TM0831/
参考B:https://www.cnblogs.com/TM0831/

python的垃圾回收机制

标签:class   回收机制   时间   使用   指针   变量   容器   http   数据   

原文地址:https://www.cnblogs.com/Mrq-t/p/13261970.html

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