python-GC——垃圾回收机制

2024-05-10

垃圾回收机制怎么还没有回收我这个垃圾！

堆和栈

简单点说就是：
栈内存由操作系统自动进行分配和释放，不需要程序员担心和管理。
而堆内存是由程序员进行申请和管理的内存。

栈是一块连续的内存区域，在程序启动的时候就已经被分配确定，是一种先进后出的数据结构，每次对象被调用压入栈的时候被压入栈中，返回时被弹出。
堆是非连续的内存区域，可以动态变化大小，通常用来存储动态分配的数据。

如果程序员申请了一个内存地址，而没有对它进行主动释放的话，就会一直占用该内存，影响执行效率。而垃圾回收机制就是为了解决该问题，不需要程序员在内存回收上面进行太多操作，由程序自动执行。

python的GC

python的垃圾回收机制主要是引用计数，当一个对象被引用的时候，会使该计数加一，当该对象不被使用之后，该计数减一，当一个对象的引用计数为0的时候，python会认为它已经不再被使用了，也就成为了一个垃圾对象，在内存中被删除。可以使用sys模块中的getrefcount函数来回去对象的引用计数：

1
2
3

import sys
a = 'hello'
print(sys.getrefcount(a))   # 输出为2，赋值有一次引用，函数也会隐式引用一次变量

引用计数的缺陷：如果出现了循环引用，或者出现了一些线程间的竞争冒险等，就有可能会导致一个对象已经完全不会再被引用，但它的计数还没有归零，这个对象就会一直占用一块内存，导致内存泄漏

为了应对上述缺陷，python中还有第二种垃圾回收算法：标记清除算法
从跟对象开始对每个对象进行遍历，将所有可达的对象进行一个标记，如果一个对象不可达（孤岛），那么它就会被当做垃圾清理回收掉。该方法可以有效解决因为循环引用等产生的无法回收的内存。
标记清楚的缺陷：容易产生内存碎片，一些小的内存碎片很难再次利用，且每次将所有的对象遍历会比较耗时

python中还有一种更高级的回收算法：分代回收
分代回收每次进行查询的时候都会把对象归类为某一代，如新对象就是第一代，如果一个对象经常被引用的话，那么该对象的存活代数就会越来越高，分代回收算法会减少对于长高代数对象的扫描，提升了内存回收的效率。

# 观察垃圾回收机制的工作过程
import sys

class TestClass():
    def __del__(self):
        print("object——deleted")

def test():
    obj = TestClass()
    print(sys.getrefcount(obj))

if __name__ == '__main__':
    test()

输出结果如下：

1 2	2 # 对象计数为2 0bject——deleted # 函数执行完毕，引用计数归零，对象被删除