python裡面的垃圾回收機制

Garbage collection(GC)

現在的進階語言如java，c#等，都采用了垃圾收集機制，而不再是c，c++裡使用者自己管理維護記憶體的方式。自己管理記憶體極其自由，可以任意申請記憶體，但如同一把雙刃劍，為大量記憶體洩露，懸空指針等bug埋下隐患。

對于一個字元串、清單、類甚至數值都是對象，且定位簡單易用的語言，自然不會讓使用者去處理如何配置設定回收記憶體的問題。

python裡也同java一樣采用了垃圾收集機制，不過不一樣的是:

python采用的是​

​引用計數​

​機制為主，​

​标記-清除​

​和​

​分代收集​

​兩種機制為輔的政策

GC系統所承擔的工作遠比“垃圾回收”多得多。它們負責三個重要任務：

• 為新生成的對象配置設定記憶體
• 識别那些垃圾對象
• 從垃圾對象回收記憶體

　　如果将應用程式比作人的身體：所有你所寫的那些優雅的代碼，業務邏輯，算法，應該就是大腦。垃圾回收就是應用程式那顆躍動的心。像心髒為身體其他器官提供血液和營養物那樣，垃圾回收器為你的應該程式提供記憶體和對象。如果垃圾回收器停止工作或運作遲緩,像動脈阻塞,你的應用程式效率也會下降，直至最終死掉。

gc子產品的自動垃圾回收機制

必須要import gc子產品，并且is_enable()=True才會啟動自動垃圾回收。

這個機制的主要作用就是發現并處理不可達的垃圾對象。

垃圾回收=垃圾檢查+垃圾回收      

1、引用計數機制：

python裡每一個東西都是對象，它們的核心就是一個結構體：​

​PyObject​

​

typedef struct_object {
int ob_refcnt; #引用計數
    struct_typeobject *ob_type;
} PyObject;

PyObject是每個對象必有的内容，其中ob_refcnt
就是做為引用計數。當一個對象有新的引用時，它的ob_refcnt
就會增加，當引用它的對象被删除，它的ob_refcnt
就會減少      

#define Py_INCREF(op)   ((op)->ob_refcnt++) //增加計數
#define Py_DECREF(op) \ //減少計數
    if (--(op)->ob_refcnt != 0) \
        ; \
    else \
        __Py_Dealloc((PyObject *)(op))      

import sys

class A(object):
     def __init__(self):
         """初始化對象"""
         print ('object born id:%s'%str(hex(id(self))))

def f1():
 """循環引用變量與删除變量"""
 while True:
     c1=A()
     del c1

def func(c):
 """getrefcount（） 傳回對象的引用計數"""
 print ('object refcount is:',sys.getrefcount(c))

if __name__=='__main__':
     # 生成對象
     a=A()
     func(a)

    # 增強引用
     b=a
     func(a)

     # 銷毀引用
     del b
     func(a)



結果：
object born id:0x1043059b0
object refcount is: 4
object refcount is: 5
object refcount is: 4      

gc方式1：引用計數

若此對象無其他對象引用，則立馬回收掉

優點：簡單、實時（将處理垃圾時間分攤到運作代碼時，而不是等到一次回收）

缺點：

1.儲存對象引用數會占用一點點記憶體空間

2.每次執行語句都可能更新引用數，不再使用大的資料結構時，會引起大量對象被回收

3.不能處理循環引用的情況

gc方式2：标記-清除（Mark—Sweep）

此方式主要用來處理循環引用的情況，隻有容器對象（list、dict、tuple，instance）才會出現循環引用的情況

處理過程

1.将所有容器對象放到一個雙向連結清單中（連結清單為了友善插入删除），這些對象為0代

2.循環周遊連結清單，如果被本連結清單内的對象引入，自身的被引用數-1，如果被引用數為0，則觸發引用計數回收條件，被回收掉

3.未被回收的對象，更新為1代

『标記清除（Mark—Sweep）』算法是一種基于追蹤回收（tracing GC）技術實作的垃圾回收算法。它分為兩個階段：第一階段是标記階段，GC會把所有的『活動對象』打上标記，第二階段是把那些沒有标記的對象『非活動對象』進行回收。那麼GC又是如何判斷哪些是活動對象哪些是非活動對象的呢？

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，而引用關系構成這個有向圖的邊。從根對象（root object）出發，沿着有向邊周遊對象，可達的（reachable）對象标記為活動對象，不可達的對象就是要被清除的非活動對象。根對象就是全局變量、調用棧、寄存器。      

何時觸發

1.被引用為0時，立即回收目前對象

2.達到了垃圾回收的門檻值，觸發标記-清除

3.手動調用gc.collect()

4.Python虛拟機退出的時候

​​連結​​

​​python源碼解讀垃圾回收機制​​

​​python垃圾回收機制​​