Python的垃圾回收机制
什么是GC(垃圾回收机制),出现的原因
GC:说白了就是内存自动管理机制.它的出现的原因是为了完成两件事:
- 1.找到内存中无用的垃圾资源
- 2.清除这些垃圾并把内存让出来给其他的对应使用
好处是什么
- 程序员有了GC之后,就不用过多的关注内存管理方面的问题,而把自己的主要精力和时间放到业务逻辑的实现上.大大提高了开发的效率
- 避免了程序员在编写程序的时候手动的不合理的创建和分配内存造成的内存泄漏.
Python的GC机制是怎么完成的,也就是所Python的垃圾回收是各什么玩意
总体来讲Python的垃圾回收机制是引用计数为主,标记清除和分代回收为辅的一种垃圾回收机制.
引用计数
引用计数法的原理是:每个对象维护一个变量来记录当前对象被引用的次数,每当新的引用指向该对象的时候,该引用计数就加1.当该对象的引用计数失效时,就减1.一旦引用计数为0,该对象就会被回收.
引用计数的缺点:
它需要额外的空间来维护引用计数,这个还是次要的.最主要的是它不能完美的解决循环引用的问题.
循环引用
A 和 B 相互引用,这样再没有外部对象应用A和B的时候,它们理应被回收,但是他们的引用计数依然为1
a = { } #对象A的引用计数为 1
b = { } #对象B的引用计数为 1
a['b'] = b #B的引用计数增1
b['a'] = a #A的引用计数增1
del a #A的引用减 1，最后A对象的引用为 1
del b #B的引用减 1, 最后B对象的引用为 1
在这个例子中程序执行完del语句后，A、B对象已经没有任何引用指向这两个对象，但是这两个对象各包含一个对方对象的引用，虽然最后两个对象都无法通过其它变量来引用这两个对象了，这对GC来说就是两个非活动对象或者说是垃圾对象，但是他们的引用计数并没有减少到零。因此如果是使用引用计数法来管理这两对象的话，他们并不会被回收，它会一直驻留在内存中，就会造成了内存泄漏（内存空间在使用完毕后未释放）。为了解决对象的循环引用问题，Python引入了标记-清除和分代回收两种GC机制。
标记清除
『标记清除（Mark—Sweep）』算法是一种基于追踪回收（tracing GC）技术实现的垃圾回收算法。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。那么GC又是如何判断哪些是活动对象哪些是非活动对象的呢？
对象之间通过引用（指针）连在一起，构成一个有向图，对象构成这个有向图的节点，而引用关系构成这个有向图的边。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。
在上图中，我们把小黑圈视为全局变量，也就是把它作为root object，从小黑圈出发，对象1可直达，那么它将被标记，对象2、3可间接到达也会被标记，而4和5不可达，那么1、2、3就是活动对象，4和5是非活动对象会被GC回收。
标记清除算法作为Python的辅助垃圾收集技术主要处理的是一些容器对象，比如list、dict、tuple，instance等，因为对于字符串、数值对象是不可能造成循环引用问题。Python使用一个双向链表将这些容器对象组织起来。不过，这种简单粗暴的标记清除算法也有明显的缺点：清除非活动的对象前它必须顺序扫描整个堆内存，哪怕只剩下小部分活动对象也要扫描所有对象。
分代回收
分代回收是一种以空间换时间的操作方式，Python将内存根据对象的存活时间划分为不同的集合，每个集合称为一个代，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），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。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，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，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。同时，分代回收是建立在标记清除技术基础之上。分代回收同样作为Python的辅助垃圾收集技术处理那些容器对象
可变类型
列表 字典 可变集合
不可变类型
数字 字符串 元组 不可变集合
