3-python-gc垃圾回收

垃圾回收

當咱們在定義變量的時候，變量會在內存中申請空間用來存儲內存的值，當變量不在被引用的時候 內存地址須要釋放，內存的釋放機制，能夠理解爲垃圾回收機制。

若是內存的值一直不被釋放，會存在內存泄漏的風險

垃圾回收機制（簡稱GC）是Python解釋器自帶一種機制，python的Cpython解釋器會幫咱們實現垃圾回收，

基礎知識

在定義變量的時候，變量名 於變量的值是分開存儲的，分別對應內存中的兩塊區域：堆區與棧區

棧區：存放的是變量名與值內存地址的關聯關係 存的是對應關係

堆區：變量值存放於堆區，內存管理回收的則是堆區的內容

x=10 x與10的對應關係存在棧區1-1 10這個值 存在堆區1

y=20 y 與 20的對應關係存在與站區 2-2 20這個值存在與堆區2

當咱們執行 x=y的時候

x棧區的對應關係變成了 2-2 其它的地方不變，

直接引用於間接的引用

直接引用：指的是從棧區出發直接引用到的內存地址。 也就是經過棧區的變量名能夠直接找到堆區值的引用

間接引用： 指的是從棧區出發引用到堆區後，再經過進一步引用才能到達的內存地址。 沒法經過棧區的名字一步實現找到堆區的值

直接引用舉例

x=10

y=x

y就是直接引用的x的值

間接引用舉例

list1 = ['24', 'b', 'luck']

list2=['ab','ac',list1]

列表list2對list1是直接引用 但list2對list2中的值是間接引用

list2要取出list1 中24這個值 須要list2的棧區須要先找到對應的list1的站區，而後在經過list1的棧區找到對應的list[0]的值

list1 = ['24', 'b', 'luck']
print(id(list1))
print(id(list1[0]))
list2 = ['ab', 'ac', list1]
print(id(list2[2]))
print(list2[2][0])
print(id(list2[2][0]))

2365435328832 list1的id
2365405395696 24值的id
2365435328832 list 2中list1的id
24
2365405395696 list2中list1中24的id

課件list2中存的list1 是存了list1的棧區的內存地址

Python的GC模塊 內存回收機制主要運用下面三個計數

引用計數（reference counting）來跟蹤和回收垃圾。

在引用計數的基礎上，經過「標記-清除」（mark and sweep）解決容器對象可能產生的循環引用的問題，

分代回收（generation collection）以空間換取時間的方式來進一步提升垃圾回收的效率

下面分別講一下三種計數的實現

1. 引用計數

引用計數其實就是指的 變量的值被關聯的次數，也就是有多少個直接或者間接指向改值的內存地址，計算個數 若是這個數爲0 則回收改值的內存空間

舉例

a=10 10 這個值的內存空間 有一個計數了

x=a 在內存中x這個棧區指向的堆區也是 10的內存空間 計數+1 變成2 了

del a

del x 當兩個變量名都刪除後 x a 的棧區沒有了 10的內存空間的引用計數變爲0 10的內存空間被回收。

2. 標記-清除

標記清除是爲了解決引用計數的漏洞

下面例子

x= ['xxx']

y=['yyy']

x.append(y) 列表y的引用計數變爲2

y.append(x) 列表x的引用計數變爲2

# x與y之間有相互引用
# x = ['xxx'的內存地址,列表2的內存地址]
# y = ['yyy'的內存地址,列表1的內存地址]

del x 列表x的引用計數變爲1 來自y的引用

del y 列表的y引用計數變爲1 列表x的引用

如今沒有變量名指向這兩個內存地址的值 可是這兩個內存地址由於彼此的相互引用，引用計數不爲0 經過引用計數的方式是沒法被清除的.

循環引用會致使 內存變量沒法被訪問到，同時經過標記清除的方式沒法清除，形成大量無用的變量佔用內存。

標記清除實現的算法：當應用程序內存耗盡的時候，中止整個程序，進行兩項操做，一個是標記，一個操做是清除。

標記： 咱們知道當一個變量存在內存中的時候，會產生棧區和堆區 棧區存的是內存地址和內存值的對應關係

而堆區存的是真正的變量的值，當我訪問堆區內容的時候，只能經過棧區直接或者間接的訪問到堆區的內容

標記的作法是 凡事全部從棧區出發，能夠訪問到的堆區內容的值標記 不管是棧區-->堆區 仍是 棧區---->**---->堆區，只要是棧區出發，最終能夠訪問到的堆區的值都標記，棧區出發 沒法訪問到的值則標記爲須要清除的值，

由於咱們沒法繞過棧區 直接訪問到堆區的值。

清除：遍歷堆區中的全部對象值，將沒有標記的對象所有清除

這樣就解決了變量之間循環引用形成的內存泄漏問題

問題： 咱們知道標記-清除是要遍歷整個程序內存中全部變量的值，整個遍歷的過程會很是消耗資源的，同時全部的值都變量一次，效率上也不高，因此下面引用了分代回收機制 「 空間換時間」 犧牲一部份內存空間換來更高的執行效率、分代回收機制

3.分代回收

存活時間：遍歷一邊內存的值 存活沒有被清除的記爲存活時間，屢次掃描 仍然存活的 咱們稱爲老年代（變量建立的時間早，可是屢次掃描仍然在使用）

那有老年代 就是 青年代 青春代 新生代 以此建立時間愈來愈短。不一樣的」代「 掃描的權重值不一樣，年輕的權重值高

把不一樣的變量分代之後，年輕的變量掃描次數多 年老的掃描次數少，例如 新生代 半小時一次，青春帶 2小時一次

到了 老年代 能夠一天掃描一次。

經過分代回收機制，減小 遍歷的次數和個數，提升 標記-清除的效率。