39-高级特性之内存管理

1. 对象池：

• 为了减小创建相同对象的开销，python将以下的数据类型的instance放在对象池中(常驻内存)。如果需要的对象已经创建过，就直接去池子中拿：（无须每次都创建和销毁）

• 小整数：[-5,257) #好像有变化了
• 单个英文字符
• 单个单词（以空格为分界线，有空格就是一个句子）

c1 = 'a'
c2 = 'a'
print(id(c1), id(c2),'
')

d1 = -6
d2 = -6
print(id(d1), id(d2),'
')

d3 = 5
d4 = 5
print(id(d3), id(d4),'
')

d5 = 258
d6 = 258
print(id(d5), id(d5), '
')

s1 = "hello"
s2 = "hello"
s3 = "hello "#有个空格
print(id(s1), id(s1), id(s3),'
')

senten1 = "hello world"
senten2 = "hello world"
print(id(senten1), id(senten2), '
')

2. 内存管理机制：

Garbage collection(垃圾回收)

• 为新生成的对象分配内存
• 识别那些垃圾对象
• 从垃圾对象那回收内存
• python采用的是引用计数机制为主， 标记-清除和分代收集两种机制为辅的策略

• 引用计数机制的原理（C代码）

python的每一个东西都是对象， 它们的核心就是一个结构体： PyObject

typedef struct_object {
    int ob_refcnt; //referance count
    struct_typeobject *ob_type;
} PyObject; 

#define Py_INCREF(op) ((op)->ob_refcnt++)  //增加计数
#define Py_DECREF(op)                     //减少计数
if (--(op)->ob_refcnt != 0) 
    ; 
else 
    __Py_Dealloc((PyObject *)(op))

• 引用计数的优缺点：

(1)优点：

• 简单
• 实时性： 一旦没有引用，内存就直接释放了。不用像其他机制等到特定时机。实时性还带来一个好处：处理回收内存的时间分摊到了平时。

(2)缺点：

• 维护引用计数消耗资源
• 循环引用

• 引用计数的计数值发生变化：

(1)导致引用计数+1的情况

• 对象被创建，例如a=23
• 对象被引用 例如b=a
• 对象被作为参数，传入到一个函数中，例如func(a)
• 对象作为一个元素，存储在容器中 例如list1=[a,a]

(2)导致引用计数-1的情况

• 对象的别名被显式销毁，例如del a
• 对象的别名被赋予新的对象，例如a=24
• 一个对象离开它的作用域 例如f函数执行完毕时，func函数中的局部变量（全局变量不会）
  对象所在的容器被销毁，或从容器中删除对象

3. 引用计数分析：

• 查看某对象的引用计数：sys.getrefcount()

  def p(str=''):
  print(str,' ')

  import sys
  a = 100 #a是小整数，放在对象池中（被各种对象引用），因而引用计数值应该很大
  p(sys.getrefcount(a))

  b = 1000 #刚刚new了一个b指向1000所在的内存, 引用数加一，设为b0
  p(sys.getrefcount(b)) #但是刚刚把b传入getrefcount()，所以此时引用值为b0+1

  a = b #再次引用了b，引用加1,即：
  p(sys.getrefcount(b)) # b0+2

  c = [b] #再次引用了b，引用加1,即：
  p(sys.getrefcount(b)) # b0+3

  del c
  p(sys.getrefcount(b)) #b的引用应该减一
  del c
  p(sys.getrefcount(b)) #b的引用应该减一

• 测试循环引用的影响：

  import gc
  class ClassA():
  def init(self):
  print('object born,id:%s'%str(hex(id(self))))
  def f2():
  while True:
  c1 = ClassA()
  c2 = ClassA()
  c1.t = c2 #发生了c1和c2的循环引用
  c2.t = c1
  del c1 #当需要删除互为循环引用的对象时，引用计数机制会出问题
  del c2

  gc.disable() #把python的gc关闭
  f2() #内存使用率会越来越大

• 垃圾回收的时机：

• 调用gc.collect()
• 当gc模块的计数器达到阀值的时候。
• 程序退出的时候

• gc模块：

• 垃圾回收后的对象会放在gc.garbage这个列表中
• gc.get_threshold() 获取的gc模块中自动执行垃圾回收的频率
• gc.set_threshold(threshold0[,threshold1[,threshold2]) 设置自动执行垃圾回收的频率
• gc.get_count() 获取当前自动执行垃圾回收的计数器，返回一个长度为3的列表
• gc.collect([generation]) 显式进行垃圾回收，可以输入参数，0代表只检查第一代的对象，1代表检查一，二代的对象，2代表检查一，二，三代的对象，如果不传参数，执行一个full collection，也就是等于传2。返回不可达（unreachable objects）对象的数
• gc模块唯一处理不了的是循环引用的类都有__del__方法，所以项目中要避免定义__del__方法