python 回收机制,python垃圾回收算法有哪些

python教程栏目今天来剖析Python垃圾回收机制！

1、垃圾回收

　　00-1010在Python的C源代码中，有一个名为refchain的循环双向链表。这个链表太牛逼了，因为一旦在Python程序中创建了一个对象，它就会被添加到refchain的链表中。也就是说，他保留所有的对象。

　　00-1010在refchain的所有对象内部都有一个ob_refcnt，用来保存当前对象的引用计数器，顾名思义就是你被引用的次数。当该值被多次引用时，将不会在存储器中重复创建数据，但是将引用计数器1。当对象被销毁时，引用计数器将同时被设置为-1。如果引用计数器为0，则将对象从refchain链表中移除，同时在内存中销毁(缓存等特殊情况暂不考虑)。Age=18number=age #引用计数器1对象的延迟18 #对象的引用计数器18-1def run(arg):

　　打印(参数)

　　Run(number) #函数第一次执行时，对象18引用counter-1，函数结束时，对象18引用counter-1。Num_list=[11，22，number] #复制对象18的引用计数器1的代码

1.1 大管家refchain

　　V1=[11，22，33] # refchain创建一个列表对象。因为v1=object，所以list引用对象是1.v2=[44，55，66] # refchain创建另一个list对象。因为v2=object，所以列表对象引用计数器是1.v1.append(v2) # handle。然后v2对应的[44，55，66]对象的引用计数器加1，最后v1对应的[11，22，33]对象的引用计数器加2.v2.append(v1) #，最后就是2.del v1 #引用计数器-1del v2 #引用计数器-1。复制上面代码的代码没有变量会再次使用这两个列表对象，但是由于循环引用问题，它们的引用计数器不为0，所以它们的状态是：从未使用或销毁。如果项目中这样的代码太多，内存就会被消耗，直到内存耗尽，程序崩溃2。为了解决循环引用问题，引入了标签清除技术，专门处理那些可能存在循环引用的对象。可能具有循环应用的类型包括列表、元组、字典、集合、用户定义的类和其他可以嵌套数据的类型。标记清除:创建一个特殊的链表来存储诸如列表、元组、字典、集合、自定义类等对象。然后检查该链表中的对象是否有循环引用。如果是，让双方的参考计数器都是-1。

　　分代回收:优化了标记清除中的链表，将那些可能有循环引用的对象分成三个链表。链表称为：0/1/2代，每代可以存储对象和阈值。当达到阈值时，对应链表中的每个对象将被扫描一次，除了循环引用分别减1，引用计数器为0的对象将被销毁。

　　//C源代码的代数# define NUM _ Generations 3 STRUCT GC _ GENERATION Generations[NUM _ Generations]={/* pygc _ head，threshold，count */

　　{{(uintptr _ t) _ gen _ head (0)，(uintptr _ t) _ gen _ head (0)}，700，0}，//0代

　　{{(uintptr _ t) _ gen _ head (1)，(uintptr _ t) _ gen _ head (1)}，10，0}，//1代

　　{{(uintptr _ t) _ gen _ head (2)，(uintptr _ t) _ gen _ head (2)}，10，0}，//2代}；复制代码要特别注意：0代中的threshold和count的含义与1代和2代不同。

　　第0代，count表示第0代链表中对象的数量，threshold表示第0代链表中对象数量的阈值。如果超过阈值，将执行第0代扫描检查。

　　第1代，count表示第0代链表扫描的次数，threshold表示第0代链表扫描的次数阈值。如果超过，1将被执行一次。

　　代扫描检查。

　　2代，count表示1代链表扫描的次数，threshold表示1代链表扫描的次数阈值，超过则执行一2代扫描检查。

1.4 情景模拟

　　第一步：当创建对象age=19时，会将对象添加到refchain链表中。

　　第二步：当创建对象num_list = [11,22]时，会将列表对象添加到 refchain 和 generations 0代中。

　　第三步：新创建对象使generations的0代链表上的对象数量大于阈值700时，要对链表上的对象进行扫描检查。

　　当0代大于阈值后，底层不是直接扫描0代，而是先判断2、1是否也超过了阈值。

• 如果2、1代未达到阈值，则扫描0代，并让1代的 count + 1 。
• 如果2代已达到阈值，则将2、1、0三个链表拼接起来进行全扫描，并将2、1、0代的count重置为0.
• 如果1代已达到阈值，则讲1、0两个链表拼接起来进行扫描，并将所有1、0代的count重置为0.

• 扫描链表，把每个对象的引用计数器拷贝一份并保存到 gc_refs中，保护原引用计数器。
• 再次扫描链表中的每个对象，并检查是否存在循环引用，如果存在则让各自的gc_refs减 1 。
• 再次扫描链表，将 gc_refs 为 0 的对象移动到unreachable链表中；不为0的对象直接升级到下一代链表中。
• 处理unreachable链表中的对象的 析构函数 和 弱引用，不能被销毁的对象升级到下一代链表，能销毁的保留在此链表。析构函数，指的就是那些定义了__del__方法的对象，需要执行之后再进行销毁处理。
• 最后将 unreachable 中的每个对象销毁并在refchain链表中移除（不考虑缓存机制）。

1.5 缓存机制

　　例如：引用计数器为0时，不会真正销毁对象，而是将他放到一个名为 free_list 的链表中，之后会再创建对象时不会在重新开辟内存，而是在free_list中将之前的对象来并重置内部的值来使用。

• float类型，维护的free_list链表最多可缓存100个float对象。

 v1 = 3.14 # 开辟内存来存储float对象，并将对象添加到refchain链表。
　　 print( id(v1) ) # 内存地址：4436033488
　　 del v1 # 引用计数器-1，如果为0则在rechain链表中移除，不销毁对象，而是将对象添加到float的free_list.
　　 v2 = 9.999 # 优先去free_list中获取对象，并重置为9.999，如果free_list为空才重新开辟内存。
　　 print( id(v2) ) # 内存地址：4436033488
　　 # 注意：引用计数器为0时，会先判断free_list中缓存个数是否满了，未满则将对象缓存，已满则直接将对象销毁。复制代码

• int类型，不是基于free_list，而是维护一个small_ints链表保存常见数据（小数据池），小数据池范围：-5 <= value < 257。即：重复使用这个范围的整数时，不会重新开辟内存。

 v1 = 38 # 去小数据池small_ints中获取38整数对象，将对象添加到refchain并让引用计数器+1。
　　 print( id(v1)) #内存地址：4514343712
　　 v2 = 38 # 去小数据池small_ints中获取38整数对象，将refchain中的对象的引用计数器+1。
　　 print( id(v2) ) #内存地址：4514343712
　　 # 注意：在解释器启动时候-5~256就已经被加入到small_ints链表中且引用计数器初始化为1，
　　 # 代码中使用的值时直接去small_ints中拿来用并将引用计数器+1即可。另外，small_ints中的数据引用计数器永远不会为0
　　 # （初始化时就设置为1了），所以也不会被销毁。复制代码

• str类型，维护unicode_latin1[256]链表，内部将所有的ascii字符缓存起来，以后使用时就不再反复创建。

 v1 = "A"
　　 print( id(v1) ) # 输出：4517720496
　　 del v1
　　 v2 = "A"
　　 print( id(v1) ) # 输出：4517720496
　　 # 除此之外，Python内部还对字符串做了驻留机制，针对只含有字母、数字、下划线的字符串（见源码Objects/codeobject.c），如果
　　 # 内存中已存在则不会重新在创建而是使用原来的地址里（不会像free_list那样一直在内存存活，只有内存中有才能被重复利用）。
　　 v1 = "asdfg"
　　 v2 = "asdfg"
　　 print(id(v1) == id(v2)) # 输出：True复制代码

• list类型，维护的free_list数组最多可缓存80个list对象。

  　　

 v1 = [11,22,33]
　　print( id(v1) ) # 输出：4517628816del v1
　　v2 = ["你","好"]
　　print( id(v2) ) # 输出：4517628816复制代码

• tuple类型，维护一个free_list数组且数组容量20，数组中元素可以是链表且每个链表最多可以容纳2000个元组对象。元组的free_list数组在存储数据时，是按照元组可以容纳的个数为索引找到free_list数组中对应的链表，并添加到链表中。

v1 = (1,2)
　　print( id(v1) )del v1 # 因元组的数量为2，所以会把这个对象缓存到free_list[2]的链表中。v2 = ("哈哈哈","Alex") # 不会重新开辟内存，而是去free_list[2]对应的链表中拿到一个对象来使用。print( id(v2) )复制代码

• dict类型，维护的free_list数组最多可缓存80个dict对象

 v1 = {"k1":123}
　　 print( id(v1) ) # 输出：4515998128
　　 del v1
　　 v2 = {"name":"哈哈哈","age":18,"gender":"男"}
　　 print( id(v1) ) # 输出：4515998128复制代码

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