python源代码剖析之内存管理机制

内存管理架构：

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1.python的内存管理机制由两部分组成，其由PYMALLOC_DEBUG控制，在debug模式下的内存管理机制和正常模式下的内存管理模式。

2.python的内存管理机制可以抽象成一种层次结构：

最底层：操作系统提供的内存管理接口，由其实现并维护

第一层：对最底层的包装，为python提供统一的原生内存管理接口和面向python中类型的内存分配器。简单地说，C语言中的malloc是需要用户自行提供申请空间的大小，而python可以由类型和数量自行判断内存空间大小

第二层：提供创建python对象的接口

第三层：为常用对象提供更抽象的内存管理策略，如整数，字符串，主要是对象缓存池机制

小块空间的内存池

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1.python的内存池机制，用于小块内存的申请和释放，同样也有四层层次结构组成，分别是block,pool,arena和内存池。

第一层block：确定大小的内存块，大小有相应的划分且有上限

第二层pool：一组block的集合叫pool，最重要的pool_header和freeblock链表

第三层arena:一组pool的集合，分已使用和未使用两种状态

第四层内存池：Python中当申请内存超过某个值就启动malloc行为，当低于这个值才进行内存池申请内存，根据申请内存的大小获得对应的序号，如果已使用的pool中有可用的pool,则用其分配block，否则从已用arena中获取pool，否则申请arena，成功获取后开始初始化

循环引用的垃圾收集

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1.python中的垃圾回收是基于对象的引用计数实现的，也就是说对象的生命周期是由对象的引用计数管理的。同时带来效率的降低，所以引入内存池机制，使得常用对象能更高效

2.引用计数机制致命缺点是在循环引用下容易引起内存泄漏，为了克服循环引用带来的问题，引入了其他垃圾回收机制，也就是主流垃圾收集技术中的标记（清除和分代收集技术）

3.三色标记模型，也就是标记--清除技术，步骤如下：

先找到根对象然后遍历搜索，能到达的不可删除，不能到达的可能删除

4.垃圾收集机制针对循环引用的出现，PyIntObject，PyStringObject是不会出现引用的，只有container对象才会出现引用，所以补充的垃圾回收机制是对容器类型对象创建收集链表，清除链表中循环引用的对象

5.分化收集技术是java采用的垃圾回收机制，就是将内存根据生命周期长短进行内存分化制，python将内存分成三个化，有一个化满了就将其他化连接到其后进行垃圾回收

6.需要注意的是对类对象的回收，在类中创建del方法容易引起无法回收的情况