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、理解GC原理需要储备的知识
3.1、堆区与栈区
在定义变量时，变量名与变量值都是需要存储的，分别对应内存中的两块区域：堆区与栈区。
- 变量名与值内存地址的关联关系存放于栈区
- 变量值存放于堆区，内存管理回收的则是堆区的内容
3.2 直接引用与间接引用
- 直接引用指的是从栈区出发直接引用到的内存地址。
- 间接引用指的是从栈区出发引用到堆区后，再通过进一步引用才能到达的内存地址。
四、垃圾回收机制原理分析
Python的GC模块主要运用了“引用计数”（reference counting）来跟踪和回收垃圾。在引用计数的基础上，还可以通过“标记-清除”（mark and sweep）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”（generation collection）以空间换取时间的方式来进一步提高垃圾回收的效率。
4.1.什么是引用计数？
- 引用计数就是：变量值被变量名关联的次数
如：age=18
- 变量值18被关联了一个变量名age，称之为引用计数为1
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))
直接引用
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]))
间接引用
引用计数扩展阅读
4.2.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
4.3.分代回收
- 用来降低引用计数的扫描频率，提升垃圾回收的效率