欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  IT编程

python的内存管理和垃圾回收机制详解

程序员文章站 2023-08-17 11:29:45
 简单来说python的内存管理机制有三种 1)引用计数 2)垃圾回收 3)内存池 接下来我们来详细讲解这三种管理机制 1,引用计数: 引用计数是一种...

 简单来说python的内存管理机制有三种

1)引用计数

2)垃圾回收

3)内存池

接下来我们来详细讲解这三种管理机制

1,引用计数:

引用计数是一种非常高效的内存管理手段,当一个pyhton对象被引用时其引用计数增加1,当其不再被引用时引用计数减1,当引用计数等于0的时候,对象就被删除了。

2,垃圾回收(这是一个很重要知识点):

①  引用计数
引用计数也是一种垃圾回收机制,而且是一种最直观,最简单的垃圾回收技术。
在python中每一个对象的核心就是一个结构体pyobject,它的内部有一个引用计数 ob_refcnt,当python的某个对象引用计数为0。就说明没有任何引用指向该对象,该对象就成为要被回收的垃圾了。

举个栗子: 当一个对象被创建出来,他的引用计数就会+1,当对象被引用的时候,计数继续增加,当引用它的对象被删除的时候,它的引用计数就会减少。直到变为0,此时垃圾回收机制就会把它回收。但是一旦出现循环引用,我们就得采取新的办法了。

②  标记清除
标记清除用来解决循环引用产生的问题,循环引用只有在容器对象才会产生,比如字典,元祖,列表等。首先为了追踪对象,需要每个容器对象维护两个额外的指针,用来将容器对象组成一个链表,指针分别指向前后两个容器对象,这样可以将对象的循环引用摘除,就可以得出两个对象的有效计数。

代码实栗

python的内存管理和垃圾回收机制详解

qa: 为什么要搞这两个链表
之所以要剖成两个链表,是基于这样的一种考虑:现在的unreachable可能存在被root链表中的对象,直接或间接引用的对象,这些对象是不能被回收的,一旦在标记的过程中,发现这样的对象,就将其从unreachable链表中移到root链表中;当完成标记后,unreachable链表中剩下的所有对象就是名副其实的垃圾对象了,接下来的垃圾回收只需限制在unreachable链表中即可。
③  分代回收
了解分类回收,首先要了解一下,gc的阈值,所谓阈值就是一个临界点的值。
随着你的程序运行,python解释器保持对新创建的对象,以及因为引用计数为零而被释放掉的对象的追踪。从理论上说,创建==释放数量应该是这样子。但是如果存在循环引用的话,肯定是创建>释放数量,当创建数与释放数量的差值达到规定的阈值的时候,当当当当~分代回收机制就登场啦。
分代回收思想将对象分为三代(generation 0,1,2)
0代表幼年对象,
1代表青年对象,
2代表老年对象。
根据弱代假说(越年轻的对象越容易死掉,老的对象通常会存活更久。)
新生的对象被放入0代,如果该对象在第0代的一次gc垃圾回收中活了下来,那么它就被放到第1代里面(它就升级了)。如果第1代里面的对象在第1代的一次gc垃圾回收中活了下来,它就被放到第2代里面。

从上一次第0代gc后,如果分配对象的个数减去释放对象的个数大于threshold0,那么就会对第0代中的对象进行gc垃圾回收检查。

从上一次第1代gc后,如果第0代被gc垃圾回收的次数大于threshold1,那么就会对第1代中的对象进行gc垃圾回收检查。

从上一次第2代gc后,如果第1代被gc垃圾回收的次数大于threshold2,那么就会对第2代中的对象进行gc垃圾回收检查。

gc每一代垃圾回收所触发的阈值可以自己设置。

3,内存池

  1. python的内存机制呈现金字塔形状,-1,-2层主要有操作系统进行操作
  2. 第0层是c中的malloc,free等内存分配和释放函数进行操作
  3. 第1层和第2层是内存池,有python接口函数,pymem_malloc函数实现,当对象小于256k的时由该层直接分配内存
  4. 第3层是最上层,也就是我们对python对象的直接操作

python在运行期间会大量地执行malloc和free的操作,频繁地在用户态和核心态之间进行切换,这将严重影响python的执行效率。为了加速python的执行效 率,python引入了一个内存池机制,用于管理对小块内存的申请和释放。

4,调优手段

1.手动垃圾回收
2.避免循环引用(手动解循环引用和使用弱引用)
3.调高垃圾回收阈值

以上所述是小编给大家介绍的python内存管理和垃圾回收机制详解整合,希望对大家有所帮助