python 的垃圾回收机制

本文深入探讨Python的三种垃圾回收机制:引用计数、标记清除和分代回收,解析其工作原理、优缺点及应用场景。

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只要是三个方面:

1:引用计数方式

  1. python里每一个东西都是对象,它们的核心就是一个结构体:PyObject
  2. 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,引用它的对象被删除,它的ob_refcnt就会减少

引用计数优缺点

  1. 优点
    简单实时,一旦没有引用,内存就直接释放了。不用像其他机制等到特定时机。实时性还带来一个好处:处理回收内存的时间分摊到了平时。
  2. 缺点
    维护引用计数消耗资源,会造成循环引用导致无法回收,造成内存泄露

2:标记清除


"标记-清除"是为了解决循环引用的问题.可以包含其他对象引用的容器对象(比如:list,set,dict,class,instance)都
可能产生循环引用.
我们必须承认一个事实,如果两个对象的引用计数都为1,但是仅仅存在他们之间的循环引用,那么这两个对象都是
需要被回收的,也就是说,它们的引用计数虽然表现为非0,但实际上有效的引用计数为0.我们必须先将循环引用摘
掉,那么这两个对象的有效计数就现身了.假设两个对象为A、B,我们从A出发,因为它有一个对B的引用,则将B的引
用计数减1;然后顺着引用达到B,因为B有一个对A的引用,同样将A的引用减1,这样,就完成了循环引用对象间环摘

首先,他先划分出两拨,一拨叫root object(存活组),一拨叫unreachable(死亡组)。然后,他把各个对象的引用计数复制出来,对这个副本进行引用环的摘除。摘除完毕,此时a的引用计数的副本是0,b的引用计数的副本是1,c和d的引用计数的副本都是0。那么先把副本为非0的放到存活组,副本为0的打入死亡组。如果就这样结束的话,就错杀了a了,因为b还要用,我们把a所引用的对象在内存中清除了b还能用吗?显然还得在审一遍,别把无辜的人也给杀了,于是他就在存活组里,对每个对象都分析一遍,由于目前存活组只有b,那么他只对b分析,因为b要存活,所以b里的元素也要存活,于是在b中就发现了原a所指向的对象,于是就把他从死亡组中解救出来。至此,进过了一审和二审,最终把所有的任然在死亡组中的对象通通杀掉,而root object继续存活。b所指向的对象引用计数任然是2,原a所指向的对象的引用计数仍然是1

3:分代回收

  1. 分代技术是一种典型的以空间换时间的技术,这也正是java里的关键技术。这种思想简单点说就是:对象存在时间越长,越可能不是垃圾,应该越少去收集。
  2. 这样的思想,可以减少标记-清除机制所带来的额外操作。分代就是将回收对象分成数个代,每个代就是一个链表(集合),代进行标记-清除的时间与代内对象
  3. 存活时间成正比例关系。
  4. 从上面代码可以看出python里一共有三代,每个代的threshold值表示该代最多容纳对象的个数。默认情况下,当0代超过700,或1,2代超过10,垃圾回收机制将触发。
  5. 0代触发将清理所有三代,1代触发会清理1,2代,2代触发后只会清理自己。
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