Python垃圾回收机制
垃圾回收机制
垃圾回收机制（Garbage Collection），简称GC，是Python解释器自带的机制，专门用来进行垃圾回收。
在定义一个变量时，会申请内存空间，当该变量使用完毕，也应该释放掉该变量所占用的内存空间，在C中需要程序员手动释放掉内存，而Python则由GC机制进行回收。
无论何种垃圾回收机制，一般都分为两个阶段：垃圾检测和垃圾回收。垃圾检测就是区分已分配内存中的“可回收”和“不可回收”内存。垃圾回收则是使操作系统重新掌握垃圾检测阶段所标识出来的“可回收”内存块。
所谓垃圾回收，并不是直接把这块内存的数据直接清空了，而是将使用权重新交给了操作系统，不会应用程序霸占了。
什么是垃圾
- 当一个变量调用完毕，且后续不再需要时，便是垃圾。
- 当指向该变量地址的变量名指向另一个地址时，原变量内存地址无法被访问，此时该变量也是垃圾。
Python定义变量原理
在Python中一切皆对象，内存空间分为栈区和堆区，其中：
栈区：
- 保存变量名与变量值的内存地址的关联关系
堆区：
- 保存实际的变量值，也是内存管理回收的地方
GC机制原理
- 引用计数
- 分代回收
- 标记清除
引用计数
引用计数原理是每个对象维护一个ob_refcnt，用来记录当前对象被引用的次数。该方式的优点是：一旦引用计数为0，则会直接被回收。
引用计数加1的情况：
- 对象被创建：x=10
- 对象被引用：y=x
- 对象被当做参数传入：func（x）
- 对象作为容器类型的元素
引用计数减1的情况：
- 显示销毁对象的引用：
del x - 对象的引用指向其他对象：
x = 20 - 对象的引用离开了它的作用域，比如函数的局部变量，在函数执行完毕时，也会被销毁（除非取栈帧）
- 对象的引用所在的容器被销毁，或者从容器中删除等
查看引用计数：
使用sys.getrefcount(obj)，但是由于对象会作为参数传进去，所以引用计数会+1。
直接引与间接引用：
直接引用：从栈区直接指向到实际值的引用。
间接引用：从栈区指向堆区后，再次引用才能到达实际存放值的内存，容器类型。
引用计数的缺陷：
循环引用：当两个容器类型对象，内部分别将对方添加为元素，此时即便删除了变量名，这两个对象的引用计数容不能为0。
l1 = []
l2 = []
l1.append(l2)
l2.append(l1)
del l1,l2
此时虽然没有通过栈区指向堆区，但它们彼此指向，导致引用计数不为0，如果程序一直运行的话，是有可能发生内存泄露的。
标记清除
标记清除就是为了解决“循环引用”的问题。其过程为
- 寻找根对象（root object）的集合，root object就是一些全局引用和函数栈的引用。
- 遍历root object集合，对每一个引用可以直接或间接访问到的对象标记为存活的对象，其余均为非存活对象，应该被清除。
- 遍历堆中的所有对象，对未被标记的对象全部清除掉。
分代回收
基于引用计数的回收机制，每次进行内存回收，都需要把对象的引用计数遍历一遍，这是非常耗时的，于是就引入了分代回收来提升效率，分代回收采用的是“空间换时间”策略。
分代
在经历多次扫描的情况下，都没有被回收的对象，那么就认为，该变量是常用变量，对其的扫描频率会降低。具体的原理为：
分代指的是根据存活时间来为变量划分不同等级，也就是不同的代，垃圾回收的扫描频率会随着“代”的存活时间增大而减小。
“代”可以想象成链表，属于同一个代的对象都被连接在同一个链表中。在Python中总共存在三条链表，说明所有的对象可以分为三代：零代、一代、二代。一个“代”就是一条可收集对象链表。
第0代链表最多可容纳700个对象，一旦超过700这个阈值，那么会立即出发垃圾回收机制。
1代链表和2代链表触发垃圾回收的条件又是什么呢？当0代链表触发了10次垃圾回收的时候，会触发一次1代链表的垃圾回收。当1代链表触发了10次垃圾回收的时候，会触发一次2代链表的垃圾回收。
在清理1代链表的时候，会顺带清理0代链表在清理2代链表的时候，会顺带清理0代链表和1代链表
gc模块
gc模块底层就是gcmodule，该模块是用C写的，当python编译好时，就内嵌在解释器里面了。我们可以导入它，但是在Python安装目录上看不到。
gc.enable：开启垃圾回收
这个函数表示开启垃圾回收机制，默认是自动开启的。
gc.disable：关闭垃圾回收
import gc
# 关掉gc
gc.disable()
# 开启
gc.enable()
