python垃圾回收机制浅解

在这里插入代码片 为什么要有垃圾回收机制?

程序运行过程中会申请大量的内存空间，而对于一些无用的内存空间，如果不及时清理的话，会导致内存使用完（内存溢出），导致程序崩溃，因此，内存管理是一件重要且繁杂的事情，而python解释器自带的垃圾回收机制把程序员从繁杂的内存管理中解放出来。

引用计数

1）.当一个对象的引用被创建或者复制时，对象的引用计数加1；当一个对象的引用被销毁时，对象的引用计数减1.

2）.当对象的引用计数减少为0时，就意味着对象已经再没有被使用了，可以将其内存释放掉。

引用计数就是：变量值被变量名关联的次数

如：引用计数增加

　　x=10（此时，变量值10的引用次数为1）

　　y=x（此时，把x的内存地址给了y，此时，变量值10 的引用计数为2）

　　引用计数减少

　　x=3（此时，x和10解除关系，与3建立关系，变量值10的引用计数为1）

　　del y（del是解除变量名y与变量值10之间的关系，变量值10的引用计数为0），变量值10的引用计数为0，其占用的内存空间就会被回收

循环引用

引用计数机制执行效率问题：变量值被关联次数的增加或减少，都会引发引用计数机制的执行，这明显存在效率问题，这就是引用计数的一个软肋，但引用计数还存在一个致命弱点，即循环引用（也称交叉引用）。

# 变量名list1指向列表1，变量名list2指向列表2，如下
>>> list1=['列表1中的第一个元素']  # 列表1被引用一次   
>>> list2=['列表2中的第一个元素']  # 列表2被引用一次 
>>> list1.append(list2)             # 把列表2追加到list1中作为第二个元素，列表2的引用计数为2
>>> list2.append(list1)             # 把列表1追加到list2中作为第二个元素，列表1的引用计数为2
# list1与list2
del list1     #列表1的引用计数为1   
del list2     #列表2的引用计数为1

现在列表1和列表2都没被其他变量名关联，但引用计数不为0，所以不会被回收，这就是循环引用的危害，为解决这问题，python引进了‘标记-清除’，‘分代回收’。

标记－清除

1）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。

2）对象之间通过引用（指针）连在一起，构成一个有向图

3）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。

注：像是PyIntObject、PyStringObject这些不可变对象是不可能产生循环引用的，因为它们内部不可能持有其它对象的引用。

容器对象（list，set，dict，class，instance）都可以包含其他对象的引用，所以都可能产生循环引用。在了解 ‘标记-清除’ 之前，先得知道一个知识点：内存中有两块区域：堆区 与 栈区，在定义变量时，变量名放在栈区，变量值放在堆区，内存管理是对堆区的管理。

当有效内存空间被耗尽的时候，就会停止整个程序，然后进行两项工作，第一是标记，第二是清除

标记：遍历所有的GC Roots对象（栈区中的所有内容或者线程都可以作为GC Roots对象），然后将所有GC Roots对象可以直接访问或间接访问的对象标记为存活对象。

清除：遍历堆区中所有的对象，将没有标记的对象全部清除

分代回收

1. 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。

2. 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）

3. 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。

4. 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

5. 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

6. 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。