python内存管理及垃圾回收

内存管理机制
存储方面
    1. 在Python中万物皆对象
        不存在基本数据类型
        0,  1.2,  True, False, "abc"
            这些全都是对象
    2. 所有对象, 都会在内存中开辟一块空间进行存储
        会根据不同的类型以及内容, 开辟不同的空间大小进行存储
        返回该空间的地址给外界接收(称为"引用"), 用于后续对这个对象的操作
            可通过id()函数获取内存地址(10进制)
            通过hex()函数可以查看对应的16进制地址
    3. 对于整数和短小的字符, Python会进行缓存; 不会创建多个相同对象
        此时, 被多次赋值, 只会有多份引用
    4. 容器对象, 存储的其他对象, 仅仅是其他对象的引用, 并不是其他对象本身
        比如字典, 列表, 元组这些"容器对象"
        全局变量是由一个大字典进行引用
            global()查看
垃圾回收方面
    引用计数器
        概念
            一个对象, 会记录着自身被引用的个数
            每增加一个引用, 这个对象的引用计数会自动+1
            每减少一个引用, 这个对象的引用计数会自动-1
        举例
            引用计数+1场景
                对象被创建
                    p1 = Person()
                对象被引用
                    p2 = p1
                对象被作为参数，传入到一个函数中
                    log(p1)
                    这里注意会+2, 因为内部有两个属性引用着这个参数
                对象作为一个元素，存储在容器中
                    l = [p1]
            引用计数-1场景
                对象的别名被显式销毁
                    del p1
                对象的别名被赋予新的对象
                    p1 = 123
                一个对象离开它的作用域
                    一个函数执行完毕时
                    内部的局部变量关联的对象, 它的引用计数就会-1
                对象所在的容器被销毁，或从容器中删除对象
        查看引用计数
            import sys
            sys.getrefcount(对象)
                注意会大一
    垃圾回收
        主要作用
            从经历过"引用计数器机制"仍未被释放的对象中, 找到"循环引用", 干掉相关对象
        底层机制(了解&难)
            怎样找到"循环引用"?
                1. 收集所有的"容器对象", 通过一个双向链表进行引用
                    容器对象
                        可以引用其他对象的对象
                            列表
                            元组
                            字典
                            自定义类对象
                            ...
                    非容器对象
                        不能引用其他对象的对象
                            数值
                            字符串
                            布尔
                            ...
                        注意: 针对于这些对象的内存, 有其他的管理机制
                2. 针对于每一个"容器对象", 通过一个变量gc_refs来记录当前对应的引用计数
                3. 对于每个"容器对象"，找到它引用的"容器对象", 并将这个"容器对象"的引用计数 -1
                4. 经过步骤3之后, 如果一个"容器对象"的引用计数为0, 就代表这玩意可以被回收了, 肯定是"循环引用"导致它活到现在的
            如何提升查找"循环引用"的性能?
                如果程序当中创建了很多个对象, 而针对于每一个对象都要参与"检测"过程; 则会非常的耗费性能
                所以, 基于这个问题, 产生了一种假设:
                    越命大的对象, 越长寿
                    假设一个对象10次检测都没给它干掉, 那认定这个对象一定很长寿, 就减少这货的"检测频率"
                基于这种假设, 设计了一套机制
                    分代回收
                        机制
                            1. 默认一个对象被创建出来后, 属于 0 代
                            2. 如果经历过这一代"垃圾回收"后, 依然存活, 则划分到下一代
                            3. "垃圾回收"的周期顺序为
                                0代"垃圾回收"一定次数, 会触发 0代和1代回收
                                1代"垃圾回收"一定次数, 会触发0代, 1代和2代回收
                        查看和设置相关参数
                            import gc
                            print(gc.get_threshold())
                            gc.set_threshold(700, 10, 5)
                    垃圾回收器当中, 新增的对象个数-消亡的对象个数 , 达到一定的阈值时, 才会触发, 垃圾检测
        垃圾回收时机(掌握&简单)
            1. 自动回收
                触发条件
                    开启垃圾回收机制
                        gc.enable()
                            开启垃圾回收机制(默认开启)
                        gc.disable()
                            关闭垃圾回收机制
                        gc.isenabled()
                            判定是否开启
                    并且
                    达到了垃圾回收的阈值
                        垃圾回收器中, 新增的对象个数和释放的对象个数之差到达某个阈值
                        涉及方法
                            gc.get_threshold()
                                获取自动回收阈值
                            gc.set_threshold()
                                设置自动回收阈值
            2. 手动回收
                触发条件
                    gc.collect()
                    执行一次垃圾回收(开关状态无效)
    特殊场景
        场景条件
            Python2.x版本下, 循环引用, 并且有一个对象都实现了__del__方法
                概念
                    两个对象互相引用对象, 谁的引用计数都是1
                两个对象都
        导致结果
            无法释放, 进行内存回收
        底层原因
            无法判别先释放哪个对象, 调用哪一个del方法
        解决思路
            手动解除循环引用
            方式1
                预防
                    尽可能避免循环引用产生
                实现
                    一方使用弱引用代替
            方式2
                治疗
                    在循环引用的产生的前提下
                实现
                    当删除一个引用, 确定以后不再使用时, 手动清空对其他容器对象的引用
测量对象的引用个数
    辅助工具
        objgraph
            http://mg.pov.lt/objgraph/
            xdot
            graphviz