Python中垃圾回收機制的示例分析

這篇文章給大家分享的是有關Python中垃圾回收機制的示例分析的內容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。

引用計數

在Python源碼中，每一個對象都是一個結構體表示，都有一個計數字段。

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

PyObject是每個對象必有的內容，其中ob_refcnt就是作為引用計數。當一個對象有了新的引用時，它的ob_refcnt就會增加，引用它的對象被刪除時則減少。一旦對象的引用計數為0，該對象立即被回收，占用空間就會被釋放。

優點

• 簡單易用

• 實時性好，一旦沒有引用就會被立即釋放

缺點

• 需要額外空間去維護引用計數

• 不能解決對象的循環引用

對象的循環引用
循環引用是指兩個對象相互引用且沒有外部變量引用其中任何一個，導致引用鏈形成一個環。

>>> a = {}    # 對象a的引用計數為1
>>> b = {}    # 對象b的引用計數為1
>>> a['b'] = b  # b的引用計數增加1
>>> b['a'] = a  # a的引用計數增加1
>>> del a     # a的引用計數減少1，最后a的引用為1
>>> del b     # b的引用計數減少1，最后b的引用為1

在執行完del操作之后，沒有任何引用指向a、b對象，但是由于這兩個對象各自包含一個對對方的引用，所以引用計數始終保持在1。

按照引用計數中內存回收的原理，由于a和b的計數不為0，所以在使用引用計數法進行內存管理的時候這兩個對象不會被回收，它們會一直駐留在內存中，造成內存泄露。

標記清除

標記清除機制主要用于解決循環引用問題。

標記清除算法是一種基于追蹤回收(tracing GC)技術實現的垃圾回收算法。主要分為兩個階段：

• 標記階段，GC會將所有的活動對象打上標記

• 對那些沒有打上標記的非活動對象進行回收

區分活動對象與非活動對象

對象之間通過引用即指針連接在一起，構成一個有向圖，對象就是這個有向圖的節點，而引用關系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，可達的對象會被標記為活動對象，不可達的對象就是要被清除的非活動對象。

根對象一般是全局變量、調用棧、寄存器等。

適用范圍

標記清除算法作為Python輔助的垃圾收集技術，主要處理的是容器對象，因為對于字符串、數值對象等，不可能造成循環引用的問題，Python會使用一個雙向鏈表將這些容器對象組織起來。

對于標記清除算法來說，有一個比較明顯的缺點：為了清除非活動對象，需要掃描整個堆內存，哪怕只剩下小部分活動對象也需要掃描所有對象。

分代回收

分代回收是一種以空間換時間的操作方式，建立在標記清除技術的基礎之上，也是Python輔助的垃圾收集技術，主要用于處理容器對象。

Python會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，主要會被分為3代：年輕代。中年代和老年代，它們會對應3個鏈表，對應的垃圾收集頻率隨著對象存活時間的增大而減小。

新創建的對象都會被分配在年輕代，當年輕代鏈表總數達到上限時，會觸發Python的垃圾回收機制，對可回收對象進行回收，而那些不可回收的對象會被移到中年代去。依此類推，老年代對象是存活時間最久的對象，甚至有可能存活在整個系統的生命周期內。

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