十、垃圾回收
1、Python采用引用计数为主，分代收集和标记-清除为辅的策略。
2、引用计数
- 每个对象维护一个ob_ref字段记录该对象当前被引用的次数：
- 每当有新的引用指向该对象时，引用计数加1；
- 对象被创建，a = 1;
- 对象被引用，b = a;
- 对象作为参数传入函数中，func(a);
- 对象作为容器的元素，L= [a, 2]。
- 每当对象的引用失效时，引用计数减1；
- 对象的别名被显示销毁，del a;
- 对象的别名被赋予新的对象，a = 2;
- 对象离开作用域，如函数执行完毕，函数中的局部变量（全局变量不会）；
- 对象所在的容器被销毁，或从容器中删除对象。
- 当对象的引用计数为0时，该对象被立即回收，对象占用的内存空间将被释放。
- 每当有新的引用指向该对象时，引用计数加1；
- 缺点：需额外空间维护引用计数，不能解决对象的“循环引用”。
- 创建c1，c2后，两个对象的引用计数都是1，执行 c1.t = 2 和 c2.t = c1后，引用计数变成2；
- 在del c1 后，c1的引用计数变为1，由于不是0，所以c1对象不会被销毁，同理，在del c2后也一样；
- 虽然这两个对象都可以被销毁，但由于循环引用，导致垃圾回收器不会回收它们，所以会导致内存泄漏。
2.1、案例
3、分代收集
（1）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3代，分别为年轻代（第0代）、中年代（第1代）、老年代（第2代），对应3个链表，它们的垃圾收集频率随对象的存活时间的增大而减小。
- 以空间换时间；
- 新创建的对象分配在年轻代，当年轻代链表的总数达到上限时，触发Python垃圾回收机制回收可以回收的对象，不能回收的对象会被移入中年代，以此类推，老年代中对象是存活时间最久的对象，甚至是存活于整个系统的声明周期内；
- 建立在标记-清除基础上
（2）垃圾回收
三种情况会触发垃圾回收
- 调用gc.collect()；
- 当gc模块的计数器达到阈值时。每一次计数器的增加，gc模块就会检查增加后的计数是否达到阀值的数目，如果是，就会执行对应的代数的垃圾检查，然后重置计数器。
- 程序退出；
（3）gc模块
提供一个接口用于设置垃圾回收，一个主要功能是解决循环引用的问题。回收机制：垃圾检查+垃圾回收，主要作用是发现并处理 不可达的垃圾对象，且只要is_enable() = True时才会启动自动垃圾回收。
常用函数：
- gc.set_debug(flags)，设置gc的debug日志，一般设置为gc.DEBUG_LEAK；
- gc.collect([generation])，显式进行垃圾回收，可输入参数，0表示只检查第1代对象；1表示检查1、2代对象；2表示检查1、2、3代对象；当不传入是，执行full collection，相当于传入2。返回不可达（unreachable objects）对象的数目。
- gc.set_threshold(threshold0[, threshold1[, threshold2]])，设置自动执行垃圾回收的频率；
- gc.get_count()，获取当前自动执行垃圾回收的计数器，返回长度为3的列表。
- 355，指距离上一次1代垃圾检查，Python分配内存的数据减去释放内存的数目；
- 11，指距离上一次2代垃圾检查，1代垃圾检查的次数；
- 0，指距离上一次3代垃圾检查，2代垃圾检查的次数。
4、标记清除
基于追踪回收（tracing GC）技术实现的垃圾回收算法。主要用来处理一些容器对象，如list、dict、tuple、instance等。缺点是清除非活动对象必须顺序扫描整个堆内存。分为两个阶段：
- 标记阶段， GC把所有的活动对象打上标记；
- 回收阶段，回收没有标记的非活动对象。
活动对象判断：
（1）对象质检通过引用（指针）连接，构成一个有向图。对象为有向图的节点，引用关系构成边；
（2）从根对象（root object）出发，沿有向边遍历对象，可达的对象对象标记为活动对象；不可达对象则标记为非活动对象；根对象是全局变量、调用栈、寄存器。
上图中，小黑圈表示根对象，从根对象出发，1可直达，则被标记，2、3可间接到达也被标记；4、5不可达，所以1、2、3是活动对象，4、5是非活动对象会被GC回收。
