16.python中的回收机制

python中的垃圾回收机制是以引用计数器为主，标记清除和分代回收为辅的 + 缓存机制

1.引用计数器

在python内部维护了一个名为refchain的环状双向链表，在python中创建的任何对象都会放在refchain中

 

 

 

name = "kunmzhao"
age=18

 

在python中创建的对象，在底层是由C语言中的结构体存储的

 

 

 在这些结构体中存储这上一个对象，下一个对象，对象类型和引用个数

1.1 引用计数

在python运行过程中，当我们创建一个对象的时候，会根据数据类型找到对应的结构体，创建对象，然后将对象添加在refchain中，并且引用计数为1.当对象被引用的时候就会+1，当对象被del的时候就-1

当一个对象的引用计数=0的时候，代表着这个对象就是垃圾，需要被回收，将对象从refchain中移除

1.2 循环引用问题

当两个列表互相嵌套的时候，就出现了循环引用，不解决的话就出现了内存泄漏

 

 

 

2.标记清除

标记清除的目的是为了解决引用计数中的循环引用问题

实现原理：在python内部再维护一个双线链表,用于存放可能存在循环引用的对象(列表，字典，元组，集合类型),在一定条件下出触发链表的全部扫描，检查是否有循环引用，如果存在，则将双方的引用计数-1，如果为0则进行垃圾及回收

 

 

 

3.分代回收

目的是为了优化标记清除，因为如果标记清除维护的链表很大，每次都遍历会非常消耗性能，为此分代回收维护了3个链表，3个链表代表着不同的扫描阈值，当达到阈值之后才会触发对应链表的扫描

• 0代：0代中对象的个数达到700个则扫描一次

• 1代：0代扫描10次，则1代扫描一次

• 2代：1代扫描10次，则2代扫描一次

将可能存在循环引用的对象放在0代的链表中，当0代中的对象个数超过700个就会触发一次链表扫描，将引用个数为0的回收，不为0的提升到1代链表中，并将0代扫描次数设置为1，当0代扫描次数为10次的时，就会触发1代进行扫描，将引用个数为0的进行回收，不为0的提升为2代，并将1代扫描次数设置为1

 

小结：在python中，维护了一个refchain的双向链表，存放着python中创建的所有对象，每个对象都有一个ob_refcnt的引用计数器，变量被引用一次，则个数+1,删除一次，个数-1，当个数为0，则进行垃圾回收，但是由于循环引用的问题，python引入了标记清除和分代回收，又维护了3个链表，0代，1代和2代，代表着不同的阈值，当各自达到对应的阈值就会触发扫描链表，进行标记清除

4.缓存机制

频繁的申请和销毁内存是非常消耗时间的，为此又引入了缓存机制，包括缓存池和free_list

4.1缓存池

池的做法是预先缓存一些常见的对象比如-5到256的整型对象，和ASCII字符表等。当程序中定义了一个小的整型对象时，不需要从内存中申请内存，直接从池中获取即可

4.2 free_list

free_list的做法是将程序本来删除的对象，没有直接销毁而是放在一个名为free_list的数组中。后面当程序中重新创建一个相同类型的对象时，不必新开辟空间而是直接从free_list中获取对象，重新进行初始化并放入到refchain中去。

class Foo(object):
    name = 'kunmzhao'

    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def send_msg(self):
        print(self.name)


foo = Foo('kunmzhao')  # 2324775989200
print(id(foo))
del foo

foo1 = Foo('Victor')  # 2324775989200
print(id(foo1))