垃圾回收机制

文章重点

• 一、什么是垃圾回收机制？
• 二、为什么要用垃圾回收机制
• 三、垃圾回收机制原理分析

 

一、什么是垃圾回收机制？

• 垃圾回收机制(简称GC)是Python解释器自带的，专门用来回收不可用变量值所占用的内存空间的一种机制。

 

二、为什么要用垃圾回收机制

• 程序运行过程中会申请大量的内存空间，对于一些无用的内存空间如果不及时清理就是导致内存溢出，导致程序奔溃。因此管理内存是一件非常重要且繁琐的事情，而垃圾回收机制能够把程序猿从繁琐的内存管理中解放出来。

 

 

三、垃圾回收机制原理分析

• 垃圾回收机制主要运用了引用计数来跟踪和回收垃圾。
• 在引用技术的基础上，还可以通过标记-清除解决容器对象可能产生的循环引用的问题。
• 并且通过分代回收以空间换取时间的方式来进一步提高垃圾回收的效率。

1. 什么是引用计数？

   • 用来清除直接引用垃圾

# 直接引用
x = 10 # 10的引用计数为1
y = x  # 10的引用计数为2
z = y  # 10的引用计数为3
print(id(x))
print(id(y))
print(id(z))

　　除了直接引用还有间接引用。

# 间接引用
x = 10 # 10的引用计数为1
# 列表中存的是值的内存地址
l = [x, 'a'] # 10的引用计数为2

print(id(l[0]))

　　

引用计数扩展阅读

• 标记-清除

  • 用来清理循环引用情况下引用计数无法清除的垃圾

# 循环引用
l1 = [111, ]
l2 = [222, ]
l1.append(l2) # l1=[值111的内存地址, l2列表的内存地址]
l2.append(l1) # l1=[值222的内存地址, l1列表的内存地址]
print(id(li[1]))
print(id(l2))

print(id(l2[1]))
print(id(l1))

print(l2)
print(l1[1])

del l1 # 列表1的引用计数减1，列表1的引用计数变为1
del l2 # 列表2的引用计数减1，列表2的引用计数变为1

　　标记清除

• 内存泄漏：两个列表互相引用，导致del 原来的直接引用，也无法释放内存，造成内

　　存泄漏。
　　所以，提供标记清除的方法。

• 变量名保存在栈区，变量值保存在堆区
• 扫描栈区的变量名，有直接引用就顺藤摸瓜，在堆区能摸到的瓜，都是存活的内存，

　　其它清除。

　　分代回收

　　基于引用计数，如果每次扫描每个变量的引用计数，就存在一些长时间存在的变量，
被多次扫描，浪费了不必要的时间，所以，将那些存在时间长的变量，进行权重的增
加，权重越高，扫描的频率就降低了，节省了时间。