垃圾回收

1.对象池

1.1 小整数对象池

1). 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。
2). 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，都指向同一片地址空间。

1.2 大整数对象池

每一个大整数,均创建一个新的对象。

1.3 intern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，这样只要值为这个字符串，那么都指向同一片地址空间，里面放的就是这个字符串，达到既高效又节省内存地处理字符串的目的。

   在创建一个新的字符串对象后，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。因为如果有空格，系统就会认为这是俩个字符串，不开启intern机制。

2.垃圾回收：计数机制

2.1 内存溢出与内存泄露?

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，
出现out of memory；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。通俗的说，就是内存不够，没办法支持当前程序。当发生内存溢出时，程
序将无法进行，强制终止。

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，一次内存
泄露危害可以忽略，但内存泄露堆积后果很严重，无论多少内存,迟早会被占光。如果发生内
存泄露，那么可用内存会逐渐减少，从而降低性能。memory leak会最终会导致out of memory！

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，默默地做着贡献。
打个比方，天鹅在水面优雅地游动时，实际上脚蹼却在水下拼命地划水。GC 也是如此。
在由编程语言构造的美丽的源代码这片水下，GC在拼命地将垃圾回收再利用。

2.2 引用计数
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

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里一切皆对象，他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。
python中的垃圾回收机制就像个有强迫症的管家，一旦对象计数为0，他就会把该对象清理掉。

导致引用计数+1的情况：
1). 对象被创建,例如a=23
2). 对象被引用,例如b=a
3). 对象被作为参数,传入到一个函数中,例如func(a)
4). 对象作为一个元素,存储在容器中,例如list1=[a,a]

导致引用计数-1的情况：
1). 对象的别名被显式销毁,例如del a
2). 对象的别名被赋予新的对象,例如a=24
3). 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)
4). 对象所在的容器被销毁,或从容器中删除对象

引用计数优点
1). 简单
2). 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。

引用计数缺点
1), 维护引用计数消耗资源
2). 循环引用
循环引用例：

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。（可以做个小实验，把上面例子放到一个死循环里，你会看到电脑内存似乎没什么特别大的变化，那是因为python内有垃圾清除机制开启，它会一直清除不用的空间，你如果把这个机制关闭，（import gc #关闭python自动实现的垃圾回收机制;gc.disable()）电脑就会在俩秒内卡死，因为上面程序会一直开辟内存空间，又因为是循环引用，所以一直清除不了，一直占用内存，渐渐的内存就不够用了，电脑就卡死。） 对于如今的强大硬件,缺点1尚可接受,但是循环引用导致内存泄露,注定python还将引入新的回收机制。(标记清除和分代收集)

3. 垃圾回收: 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。

4. 垃圾回收机制: 分代收集

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。

什么是分代垃圾回收?

新生代对象和老年代对象:
1). 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。
2). 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)。
3). 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。

就相当于人参，越老越珍贵，越不容易被当成垃圾。

对象的年龄:
人们从众多程序案例中总结出了一个经验:“大部分的对象在生成后马上就变成了垃圾,
很少有对象能活得很久。”分代垃圾回收利用该经验,在对象中导入了“年龄”的概念,经历
过一次 GC 后活下来的对象年龄为 1 岁。（在经过一次清除后的对象，年龄加一）

5. gc模块
gc模块提供操作垃圾回收的接口，包括禁用gc，调整回收频率，配置debug选项，
同时提供对无法释放内存对象的访问权。