python基础—12python内存管理机制
一、内存池机制
1、对象池
面试题目: python内存管理机制是什么?
1). 由于python中万物皆对象，内存管理机制就是对象的存储问题，Python会分 配一块内存空间去存储对象。
2) 对于整数和短小的字符等，python会执行缓存机制，即将这些对象进行缓存， 不会为相同的对象分配多个内存空间
3). 容器对象，如列表、元组、字典等，存储的其他对象，仅仅是其他对象的引 用，即地址，并不是这些对象本身
2、小整数对象池
整数在程序中的使用非常广泛,Python为 了优化速度,使用了小整数对象池,避免为整数 频繁申请和销毁内存空间。
Python对小整数的定义是 [-5,257) 这些整数对象是提前建立好的,不会被垃圾 回收。在一个Python的程序中,所有位于这 个范围内的整数使用的都是同一个对象.
3、字符串驻留机制
string interning（字符串驻留）: 它通过维护一个字符串常量池（string intern pool）， 从而试图只保存唯一的字符串对象，达到既高效又节省内存地处理字符串的目的。
创建新的字符串对象时，Python 先比较常量池中是否有相同的对象（interned），有 的话则将指针指向已有对象，并减少新对象的指针，新对象由于没有引用计数，就会被 垃圾回收机制回收掉，释放出内存。
字符串(含有空格),不可修改,没开启intern机制,不共用对象,引用计数为0,销毁。
4、内存溢出与内存泄漏
内存溢出 out of memory，是指程序在申请内存时，没有足够的内存空间供其使用。 比方说，定义了20个字节大小的内存空间，却写入了21个字节的数据。
内存泄露 memory leak，是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间。 若内存泄露堆积， 内存逐渐减少，从而降低性能。
内存泄漏会最终导致内存溢出
5、垃圾回收机制
为什么需要Garbage collection？
为了防止内存泄露. 对编程语言来说，GC 就是一个无名英雄，拼命地将垃圾回收再利用。
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垃圾回收策略。
二、引用计数
1、定义
GC 原本是一种“释放怎么都无法被引用的对象的机制”。那么人们自然而然地就会想 到,可以让所有对象事先记录下“有多少程序引用自己”。让各对象知道自己的“人气指 数”,从而让没有人气的对象自己消失,这就是引用计数法(Reference Counting).
python里每一个东⻄都是对象,它们的核心就是结构体: PyObject。 当引用计数为0时,该对象生命就结束了。
2、引用计数器工作机制
（1）一个对象会记录着引用自己的对象的个数，
每增加一个引用，个数+1，每减 少一个引用，个数-1
（2）查看引用对象个数的方法：
导入sys模块，使用模块中的getrefcount方法： sys.getrefcount()
由于这里也是一个引用，故输出的结果多1
（3）引用计数器机制：利用引用计数器方法，在检测到对象引用个数为0时，对普通 的对象进行释放内存的机制
导致引用计数+1的情况：
| 对象被创建 | 例如 a=1 |
|---|---|
| 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 list=[a,a] |
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=3 |
| 一个对象离开它的作用域 | 例如 f函数执行完后，f函数中的局部变量 |
| 对象所在的容器被销毁或从容器中删除对象 | 例如 del li[0] |
3、引用计数机制的优点和缺点
（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
会存在循环引用：
list1 = []
list2 = []
list1.append(list2)
list2.append(list1)list1和list2都为空，但是list1与list2相互引用,如果不存在其他对象对它们的引用,list1与list2的引用计数也仍然为1,所占用的内存永远无法被回收,这将是致命的。
三、标记-清除
如它的字面意思一样,GC 标记 - 清除算法由标记阶段和清除阶段构成。
标记阶段：是把所有活动对象都做上标记的阶段。
清除阶段：是把那些没有标记的对象,也就是非活动对象回收的阶段。
通过这两个阶段,就可以令不能利用的内存空间重新得到利用。
如果说被标记的对象是存活的,剩下的未被标记的对象只能是垃圾,这意味 着我们的代码不再会使用它了。
清除这些无用的垃圾对象,把它们送回到可用列表
四、分代回收
分代垃圾回收(Generational GC)在对象中导入了“年龄”的概念,通过优先回收容 易成为垃圾的对象,提高垃圾回收的效率。
分代垃圾回收中把对象分类成几代,针对不同的代使用不同的 GC 算法,
我们把刚生成 的对象称为新生代对象,
到达一定年龄的对象则称为老年代对象。
新生代 GC 将存活了一定次数的新生代对象当作老年代对象来处理。我们把类似于这 样的新生代对象上升为老年代对象的情况称为晋升(promotion)。
老年代对象很难成为垃圾,所以我们对老年代对象减少执行 GC 的频率, 从而提高效率。