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Python垃圾回收詳解

leo108 / 3165人閱讀

摘要:而采用的是引用計數機制為主,標記清理和分代收集兩種機制為輔的策略?,F在我們先去考慮一下,什么情況下引用計數,什么情況下,當引用次數為時,肯定就是需要進行回收的時刻。引用計數機制缺點維護引用計數需要消耗一定的資源循環應用時,無法回收。

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高級語言一般都有垃圾回收機制,其中c、c++使用的是用戶自己管維護內存的方式,這種方式比較自由,但如果回收不當也會引起垃內存泄露等問題。而python采用的是引用計數機制為主,標記-清理和分代收集兩種機制為輔的策略。

1、引用計數

python中一切皆對象,所以python底層計數結構地就可以抽象為:

引用計數結構體{
引用計數;
引用的對象
}

是不是簡單明了。現在我們先去考慮一下,什么情況下引用計數+1,什么情況下-1,當引用次數為0時,肯定就是需要進行回收的時刻。

引用計數+1的情況

1、對象被創建時,例如 mark="帥哥"
2、對象被copy引用時,例如 mark2=mark,此時mark引用計數+1
3、對象被作為參數,傳入到一個函數中時
4、對象作為一個子元素,存儲到容器中時,例如 list=[mark,mark2]

引用計數-1的情況

1、對象別名被顯示銷毀,例如 del mark
2、對象引用被賦予新的對象,例如mark2=mark3,此時mark引用計數-1(對照引用計數+1的情況下的第二點來看)
3、一個函數離開他的作用域,例如函數執行完成,它的引用參數的引用計數-1
4、對象所在容器被銷毀,或者從容器中刪除。

產看引用計數

實例:

import sys
a = "mark 帥哥"
print(sys.getrefcount(a))

結果:

4

備注:如果實際結果與上面不符,跟使用的編輯器有很大關系,重點是理解計數引用原理,不要太在意為啥不是1.

想理解原因可以轉看:https://stackoverflow.com/questions/45021901/why-does-a-newly-created-variable-in-python-have-a-ref-count-of-four

引用計數機制優點

1、簡單、直觀
2、實時性,只要沒有了引用就釋放資源。

引用計數機制缺點

1、維護引用計數需要消耗一定的資源
2、循環應用時,無法回收。也正是因為這個原因,才需要通過標記-清理和分代收集機制來輔助引用計數機制。
2、標記-清理

由上面內容我們可以知道,引用計數機制有兩個缺點,缺點1還可以勉強讓人接受,缺點2如果不解決,肯定會引起內存泄露,為了解決這個問題,引入了標記刪除。

我們先來看個實例,從實例中領會標記刪除:

a=[1,2]#假設此時a的引用為1
b=[3,4]#假設此時b的引用為1
#循環引用
a.append(b)#b的引用+1=2
b.append(a)//a的引用+1=2

假如現在需要刪除a,應該如何回收呢?


c=[5,6]#假設此時c的引用為1
d=[7,8]#假設此時d的引用為1
#循環引用
c.append(d)#c的引用+1=2
d.append(c)#d的引用+1=2

假如現在需要同時刪除c、d,應該如何回收呢?

首先我們應該已經知道,不管上面兩種情況的哪一個都無法只通過計數來完成回收,因為隨便刪除一個變量,它的引用只會-1,變成1,還是大于0,不會回收,為了解決這個問題,開始看標記刪除來大展神威吧。

puthon標記刪除時通過l兩個容器來完成的:死亡容器、存活容器。

首先,我們先來分析情況2,刪除c、d
刪除后,c的引用為1,d的引用為1,根據引用計數,還無法刪除

標記刪除第一步:對執行刪除操作后的每個引用-1,此時c的引用為0,d的引用為0,把他們都放到死亡容器內。把那些引用仍然大于0的放到存活容器內。

標記刪除第二步:遍歷存活容器,查看是否有的存活容器引用了死亡容器內的對象,如果有就把該對象從死亡容器內取出,放到存活容器內。
由于c、d都沒有對象引用他們了,所以經過這一步驟,他們還是在死亡組。

標記刪除第三部:將死亡組所有對象刪除。
這樣就完成了對從c、d的刪除。

同樣道理,我們來分析:只刪除a的過程:

標記刪除第一步:對執行刪除(-1)后的每個引用-1,那么a的引用就是0,b的引用為1,將a放到死亡容器,將b放到存活容器。
標記刪除第二步:循環存活容器,發現b引用a,復活a:將a放到存活容器內。
標記刪除第三步:刪除死亡容器內的所有對象。

綜上所說,發現對于循環引用,必須將循環引用的雙發對象都刪除,才可以被回收。

標記-清理就是這么簡單,

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