Python36_垃圾回收

注意，垃圾回收机制的测试建议以交互模式测试

ps：对于垃圾回收机制，有的python版本默认开了，有的则默认没有开

intern机制

a2 = "hello"
a3 = "hello"
a1 = "hello"
a4 = "hello"
a5 = "hello"
print(id(a1),id(a2),id(a3),id(a4),id(a5))

对于python，他有这么一个机制——intern机制，只让一个“hello”占用内存空间。靠引用计数去维护何时释放。但是应注意，字符串中不能有特殊字符，如（括号、引号、逗号、斜线、反斜线、冒号、句号、问号等等）

小整数池

对于小整数（[-5,257))，python已经提前创建好了对象，他们常驻内存，采用引用计数

在这里插入图片描述

所以他们有相同的地址，属于同一个对象

对于其他整数

在这里插入图片描述

临时创建，属于不同的对象

---

注意

现在许多IDE都作了一些额外的改进，比如Pycharm，会发现只要是相同常量，他们的地址都相同（似乎与Java类似），但是这并不是python本身的特性

---

Garbage collection(GC垃圾回收）

现在的高级语言如java，c#等，都采用了垃圾收集机制，而不再是c，c++里用户自己维护内存的方式。自己管理内存极其自由，可以任意申请内存，但如同一把双刃剑，为大量内存泄漏，悬空指针等bug埋下隐患。对于一个字符串、列表、类甚至数值都是对象，且定位简单易用的语言，自然不会让用户去处理如何分配垃圾回收内存的问题。python里也同java一样采用了垃圾收集机制，不过不一样的是：python采用的是引用计数机制为主，标记-清除和分代收集机制为辅的策略。

ps：现在常用的python解释器最初是python发明人吉多用c语言写的，称cpython。另还有java语言实现的解释器和其他语言实现的解释器

底层实现

typedef struct_object{
    int ob_refcnt;
    struct_typeobject *ob_type;
}PyObject;

PyObject是每个对象必有的内容，其中ob_refcnt就是作为引用计数。当一个对象有新的引用时，它的ob_refcnt就会增加，当引用它的对象被删除，它的ob_refcnt就会减少

#define Py_INCREF(op) ((op)->ob_refcnt++)   //增加计数
#define Py_DECREF(op) \ //减少计数
    if (--(op)->ob_refcnt != 0) \
        ; \
    else \
        __Py_Dealloc((PyObject *)(op))

当引用计数为0时，该对象生命就结束了

引用计数机制的优点：

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。实时性还有一个好处：处理坏收内存的时间分摊到了平时。

引用计数机制的缺点：

1. 维护引用计数消耗内存资源
2. 循环引用时，做占的内存永远无法被回收。会导致内存泄漏，注定python还将引入新的回收机制（标记清除和分代收集）。

循环引用示例：

list1 = []
list2 = []
list1.append(list2)
list2.append(list1)

对于循环引用的解决：分代回收（Gerneration Zero)

• 分代回收是一种以空间换时间的操作方式，Python将内存根据对象的存活时间划分为不同的集合，每个集合称为一个代，Python将内存分为了3“代”，分别为年轻代（第0代）、中年代（第1代）、老年代（第2代），他们对应的是3个链表，它们的垃圾收集频率随着对象存活时间的增大而减小。
• 新创建的对象都会分配在年轻代，年轻代链表的总数达到上限时，Python垃圾收集机制就会被触发，把那些可以被回收的对象回收掉（对于检测出相互引用的，另其计数器同时减1，如果发现他们减1后同时为0，则回收），而那些不会回收的对象就会被移到中年代去，依此类推，老年代中的对象是存活时间最久的对象，甚至是存活于整个系统的生命周期内。
• 同时，分代回收是建立在标记清除技术基础之上。分代回收同样作为Python的辅助垃圾收集技术处理那些容器对象

gc模块

import gc

常用函数

get_count()

获取当前自动执行垃圾回收器的计数器，返回一个长度为3的列表

set_threshold(threshold0[, threshold1[, threshold2]])

设置自动执行垃圾回收的频率

get_threshold()

threshold 英文意思为临界值

获取gc模块中自动执行垃圾回收的频率，返回一个元组，其3个元素分别表示在什么情况下清理0、1、2代链表，当新创建的对象减去已经释放完的对象的个数大于第一个元素的值，则触发0代的清理；每清理第二个元素次0代链表，就清理一次1代链表，第三个元素的作用类似第二个元素值。

查看与改变gc的状态

1. 打开gc：gc.enable()
2. 关闭gc：gc.disable()
3. 查看gc状态：gc.isenabled()
4. 显示回收：gc.collect()，即使是disable了，也可以显示的collect
5. 查看刚刚清理的垃圾列表：gc.garbage，注意，是一个属性，不是方法

其他

导致引用计数+1的情况

1. 对象被创建，eg：a = 23
2. 对象被引用，eg：b = a
3. 对象被作为参数，传入到一个函数中，eg：func(a)
4. 对象作为一个元素，存储在容器中，eg：my_list = [a, a]

导致引用计数-1的情况

1. 对象的别名被显示销毁，eg：del a
2. 对象的别名被赋与新的对象，eg：a = 12
3. 一个对象离开他的作用域，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

查看一个对象的引用计数

import sys
a = "hello world"
sys.getrefcount(a)  #ps，调用此函数查看计数时，会导致其计数+1，因为把a当作参数传入函数了

gc的“bug”

对于一个类，如果重写了__del__方法而没有在重写的方法中调用父类的del方法，就会出现无法清理的情况。即：如果重写了del方法，一定要在重写的方法中调用父类的del方法