Python垃圾回收機制

Python GC主要使用引用計數(reference counting)來跟蹤和回收垃圾。在引用計數的基礎上,通過“標記-清除”(mark and sweep)解決容器對象可能產生的循環引用問題,通過“分代回收”(generation collection)以空間換時間的方法提高垃圾回收效率。

1 引用計數

PyObject是每個對象必有的內容,其中ob_refcnt就是做爲引用計數。當一個對象有新的引用時,它的ob_refcnt就會增加,當引用它的對象被刪除,它的ob_refcnt就會減少.引用計數爲0時,該對象生命就結束了。

優點:

  1. 簡單
  2. 實時性

缺點:

  1. 維護引用計數消耗資源
  2. 循環引用

2 標記-清除機制

基本思路是先按需分配,等到沒有空閒內存的時候從寄存器和程序棧上的引用出發,遍歷以對象爲節點、以引用爲邊構成的圖,把所有可以訪問到的對象打上標記,然後清掃一遍內存空間,把所有沒標記的對象釋放。

3 分代技術

分代回收的整體思想是:將系統中的所有內存塊根據其存活時間劃分爲不同的集合,每個集合就成爲一個“代”,垃圾收集頻率隨着“代”的存活時間的增大而減小,存活時間通常利用經過幾次垃圾回收來度量。

Python默認定義了三代對象集合,索引數越大,對象存活時間越長。

舉例: 當某些內存塊M經過了3次垃圾收集的清洗之後還存活時,我們就將內存塊M劃到一個集合A中去,而新分配的內存都劃分到集合B中去。當垃圾收集開始工作時,大多數情況都只對集合B進行垃圾回收,而對集合A進行垃圾回收要隔相當長一段時間後才進行,這就使得垃圾收集機制需要處理的內存少了,效率自然就提高了。在這個過程中,集合B中的某些內存塊由於存活時間長而會被轉移到集合A中,當然,集合A中實際上也存在一些垃圾,這些垃圾的回收會因爲這種分代的機制而被延遲。

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