超詳解，python的內存管理和垃圾回收機制

簡單來講python的內存管理機制有三種

1）引用計數

2）垃圾回收

3）內存池

接下來咱們來詳細講解這三種管理機制

1，引用計數：

引用計數是一種很是高效的內存管理手段，當一個pyhton對象被引用時其引用計數增長1，當其再也不被引用時引用計數減1，當引用計數等於0的時候，對象就被刪除了。

---

2，垃圾回收（這是一個很重要知識點）：

① 引用計數

引用計數也是一種垃圾回收機制，並且是一種最直觀，最簡單的垃圾回收技術。

在Python中每個對象的核心就是一個結構體PyObject，它的內部有一個引用計數 ob_refcnt，當python的某個對象引用計數爲0。就說明沒有任何引用指向該對象，該對象就成爲要被回收的垃圾了。

舉個栗子: 當一個對象被建立出來，他的引用計數就會+1，當對象被引用的時候，計數繼續增長，當引用它的對象被刪除的時候，它的引用計數就會減小。直到變爲0，此時垃圾回收機制就會把它回收。可是一旦出現循環引用，咱們就得采起新的辦法了。

② 標記清除

標記清除用來解決循環引用產生的問題，循環引用只有在容器對象纔會產生，好比字典，元祖，列表等。首先爲了追蹤對象，須要每一個容器對象維護兩個額外的指針，用來將容器對象組成一個鏈表，指針分別指向先後兩個容器對象，這樣能夠將對象的循環引用摘除，就能夠得出兩個對象的有效計數。

代碼實慄

QA： 爲何要搞這兩個鏈表

之因此要剖成兩個鏈表，是基於這樣的一種考慮：如今的unreachable可能存在被root鏈表中的對象，直接或間接引用的對象，這些對象是不能被回收的，一旦在標記的過程當中，發現這樣的對象，就將其從unreachable鏈表中移到root鏈表中；當完成標記後，unreachable鏈表中剩下的全部對象就是名副其實的垃圾對象了，接下來的垃圾回收只需限制在unreachable鏈表中便可。

③ 分代回收

瞭解分類回收，首先要了解一下，GC的閾值，所謂閾值就是一個臨界點的值。

隨着你的程序運行，Python解釋器保持對新建立的對象，以及由於引用計數爲零而被釋放掉的對象的追蹤。從理論上說，建立==釋放數量應該是這樣子。可是若是存在循環引用的話，確定是建立>釋放數量，當建立數與釋放數量的差值達到規定的閾值的時候，噹噹噹當~分代回收機制就登場啦。

分代回收思想將對象分爲三代（generation 0,1,2）

0表明幼年對象，

1表明青年對象，

2表明老年對象。

根據弱代假說（越年輕的對象越容易死掉，老的對象一般會存活更久。）

新生的對象被放入0代，若是該對象在第0代的一次gc垃圾回收中活了下來，那麼它就被放到第1代裏面（它就升級了）。若是第1代裏面的對象在第1代的一次gc垃圾回收中活了下來，它就被放到第2代裏面。

從上一次第0代gc後，若是分配對象的個數減去釋放對象的個數大於threshold0，那麼就會對第0代中的對象進行gc垃圾回收檢查。

從上一次第1代gc後，若是第0代被gc垃圾回收的次數大於threshold1，那麼就會對第1代中的對象進行gc垃圾回收檢查。

從上一次第2代gc後，若是第1代被gc垃圾回收的次數大於threshold2，那麼就會對第2代中的對象進行gc垃圾回收檢查。

gc每一代垃圾回收所觸發的閾值能夠本身設置。

---

3，內存池

• Python的內存機制呈現金字塔形狀，-1，-2層主要有操做系統進行操做
• 第0層是C中的malloc，free等內存分配和釋放函數進行操做
• 第1層和第2層是內存池，有python接口函數，PyMem_Malloc函數實現，當對象小於256k的時由該層直接分配內存
• 第3層是最上層，也就是咱們對python對象的直接操做

Python在運行期間會大量地執行malloc和free的操做，頻繁地在用戶態和核心態之間進行切換，這將嚴重影響Python的執行效率。爲了加速Python的執行效 率，Python引入了一個內存池機制，用於管理對小塊內存的申請和釋放。

---

4，調優手段

1.手動垃圾回收

2.避免循環引用（手動解循環引用和使用弱引用）

3.調高垃圾回收閾值

---

若是個人文章對你有幫助，記得點贊鴨