目錄
- 引用計數
- 引用計數案例
- 導致引用計數 +1 的情況
- 導致引用計數-1 的情況
- 循環引用導致內存泄露
- 分代回收
- 垃圾回收
- gc 模塊
- 常用函數:
引用計數
- Python 語言默認采用的垃圾收集機制是『引用計數法 Reference Counting』,該算法最早 George E. Collins 在 1960 的時候首次提出,50 年後的今天,該算法依然被很多編程語言使用。
- 引用計數法的原理是:每個對象維護一個ob_ref字段,用來記錄該對象當前被引用的次數,每當新的引用指向該對象時,它的引用計數ob_ref加1,每當該對象的引用失效時計數ob_ref減1,一旦對象的引用計數為0,該對象立即被回收,對象占用的內存空間將被釋放。
- 它的缺點是需要額外的空間維護引用計數,這個問題是其次的,不過最主要的問題是它不能解決對象的 “循環引用”,因此,也有很多語言比如 Java 並沒有采用該算法做來垃圾的收集機制。
引用計數案例
import sys class A(): def __init__(self): '''初始化對象''' print('object born id:%s' %str(hex(id(self)))) def f1(): '''循環引用變量與刪除變量''' while True: c1=A() del c1 def func(c): print('obejct refcount is: ',sys.getrefcount(c)) #getrefcount()方法用於返回對象的引用計數 if __name__ == '__main__': #生成對象 a=A() # 此時為1 #del a # 如果del,下一句會報錯, = 0,被清理 print('obejct refcount is: ', sys.getrefcount(a)) # 此時為2 getrefcount是一個函數 +1 func(a) #增加引用 b=a func(a) #銷毀引用對象b del b func(a)
執行結果:
object born id:0x7f9abe8f2128
obejct refcount is: 2
obejct refcount is: 4
obejct refcount is: 5
obejct refcount is: 4
導致引用計數 +1 的情況
對象被創建,例如 a=23
對象被引用,例如 b=a
對象被作為參數,傳入到一個函數中,例如func(a)
對象作為一個元素,存儲在容器中,例如list1=[a,a]
導致引用計數-1 的情況
對象的別名被顯式銷毀,例如del a
對象的別名被賦予新的對象,例如a=24
一個對象離開它的作用域,例如 f 函數執行完畢時,func函數中的局部變量(全局變量不會)
對象所在的容器被銷毀,或從容器中刪除對象
循環引用導致內存泄露
def f2(): '''循環引用''' while True: c1=A() c2=A() c1.t=c2 c2.t=c1 del c1 del c2
執行結果
id:0x1feb9f691d0
object born id:0x1feb9f69438
object born id:0x1feb9f690b8
object born id:0x1feb9f69d68
object born id:0x1feb9f690f0
object born id:0x1feb9f694e0
object born id:0x1feb9f69f60
object born id:0x1feb9f69eb8
object born id:0x1feb9f69128
object born id:0x1feb9f69c88
object born id:0x1feb9f69470
object born id:0x1feb9f69e48
object born id:0x1feb9f69ef0
object born id:0x1feb9f69dd8
object born id:0x1feb9f69e10
object born id:0x1feb9f69ac8
object born id:0x1feb9f69198
object born id:0x1feb9f69cf8
object born id:0x1feb9f69da0
object born id:0x1feb9f69c18
object born id:0x1feb9f69d30
object born id:0x1feb9f69ba8
…
- 創建瞭c1,c2後,這兩個對象的引用計數都是1,執行c1.t=c2和c2.t=c1後,引用計數變成2.
- 在del c1後,內存c1的對象的引用計數變為1,由於不是為0,所以c1的對象不會被銷毀,同理,在del c2後也是一樣的。
- 雖然它們兩個的對象都是可以被銷毀的,但是由於循環引用,導致垃圾回收器都不會回收它們,所以就會導致內存泄露。
分代回收
- 分代回收是一種以空間換時間的操作方式,Python 將內存根據對象的存活時間劃分為不同的集合,每個集合稱為一個代,Python 將內存分為瞭 3“代”,分別為年輕代(第 0 代)、中年代(第 1 代)、老年代(第 2 代),他們對應的是 3 個鏈表,它們的垃圾收集頻率與對象的存活時間的增大而減小。
- 新創建的對象都會分配在年輕代,年輕代鏈表的總數達到上限時,Python 垃圾收集機制就會被觸發,把那些可以被回收的對象回收掉,而那些不會回收的對象就會被移到中年代去,依此類推,老年代中的對象是存活時間最久的對象,甚至是存活於整個系統的生命周期內。
- 同時,分代回收是建立在標記清除技術基礎之上。分代回收同樣作為 Python 的輔助垃圾收集技術處理那些容器對象
垃圾回收
有三種情況會觸發垃圾回收:
1.調用gc.collect(),需要先導入gc模塊。
2.當gc模塊的計數器達到閥值的時候。
3.程式退出的時候。
gc 模塊
gc 模塊提供一個接口給開發者設置垃圾回收的選項。上面說到,采用引用計數的方法管理內存的一個缺陷是循環引用,而 gc 模塊的一個主要功能就是解決循環引用的問題。
常用函數:
- gc.set_debug(flags) 設置 gc 的 debug 日志,一般設置為gc.DEBUG_LEAK
- gc.collect([generation])
顯式進行垃圾回收,可以輸入參數,0代表隻檢查第一代的對象,1代表檢查一,二代的對象,2代表檢查一,二,三代的對象,如果不傳參數,執行一個full collection,也就是等於傳 2。返回不可達(unreachable objects)對象的數目。 - gc.set_threshold(threshold0[, threshold1[, threshold2]) 設置自動執行垃圾回收的頻率。
- gc.get_count() 獲取當前自動執行垃圾回收的計數器,返回一個長度為 3 的列表
以上就是分析python垃圾回收機制原理的詳細內容,更多關於python垃圾回收機制的資料請關註其它相關文章!
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