如何實現Python垃圾回收機制

小編這次要給大家分享的是如何實現Python垃圾回收機制，文章內容豐富，感興趣的小伙伴可以來了解一下，希望大家閱讀完這篇文章之后能夠有所收獲。

引用計數

Python語言默認采用的垃圾收集機制是『引用計數法 Reference Counting』，該算法最早George E. Collins在1960的時候首次提出，50年后的今天，該算法依然被很多編程語言使用。

『引用計數法』的原理是：每個對象維護一個ob_ref字段，用來記錄該對象當前被引用的次數，每當新的引用指向該對象時，它的引用計數ob_ref加1，每當該對象的引用失效時計數ob_ref減1，一旦對象的引用計數為0，該對象立即被回收，對象占用的內存空間將被釋放

缺點：它的缺點是需要額外的空間維護引用計數，這個問題是其次的，不過最主要的問題是它不能解決對象的“循環引用”，因此，也有很多語言比如Java并沒有采用該算法做來垃圾的收集機制。

import sys
class A():
  def __init__(self):
    '''初始化對象'''
    print('object born id:%s' %str(hex(id(self))))
  def f1():
  '''循環引用'''
  while True:
    c1=A()
    c2=A()
    c1.t=c2
    c2.t=c1
    del c1
    del c2

實例化c1，c2后，這兩個對象的引用計數都是1，執行c1.t=c2和c2.t=c1后，引用計數變成2.
在del c1后，內存c1的對象的引用計數變為1，由于不是為0，所以c1的對象不會被銷毀,同理，在del c2后也是一樣的。
雖然它們兩個的對象都是可以被銷毀的，但是由于循環引用，導致垃圾回收器都不會回收它們，所以就會導致內存泄露。

標記清楚

標記清除（Mark—Sweep）』算法是一種基于追蹤回收（tracing GC）技術實現的垃圾回收算法。它分為兩個階段：第一階段是標記階段，GC會把所有的『活動對象』打上標記，第二階段是把那些沒有標記的對象『非活動對象』進行回收。那么GC又是如何判斷哪些是活動對象哪些是非活動對象的呢？

對象之間通過引用（指針）連在一起，構成一個有向圖，對象構成這個有向圖的節點，而引用關系構成這個有向圖的邊。從根對象（root object）出發，沿著有向邊遍歷對象，可達的（reachable）對象標記為活動對象，不可達的對象就是要被清除的非活動對象。根對象就是全局變量、調用棧、寄存器。 mark-sweepg 在上圖中，我們把小黑圈視為全局變量，也就是把它作為root object，從小黑圈出發，對象1可直達，那么它將被標記，對象2、3可間接到達也會被標記，而4和5不可達，那么1、2、3就是活動對象，4和5是非活動對象會被GC回收。

標記清除算法作為 Python 的輔助垃圾收集技術主要處理的是一些容器對象，比如 list、dict、tuple，instance 等，因為對于字符串、數值對象是不可能造成循環引用問題。Python使用一個雙向鏈表將這些容器對象組織起來。不過，這種簡單粗暴的標記清除算法也有明顯的缺點

缺點：清除非活動的對象前它必須順序掃描整個堆內存，哪怕只剩下小部分活動對象也要掃描所有對象

分代回收

分代回收是一種以空間換時間的操作方式，Python 將內存根據對象的存活時間劃分為不同的集合，每個集合稱為一個代，Python將內存分為了3“代”，分別為年輕代（第0代）、中年代（第1代）、老年代（第2代），他們對應的是3個鏈表，它們的垃圾收集頻率與對象的存活時間的增大而減小。

新創建的對象都會分配在年輕代，年輕代鏈表的總數達到上限時，Python垃圾收集機制就會被觸發，把那些可以被回收的對象回收掉，而那些不會回收的對象就會被移到中年代去，依此類推，老年代中的對象是存活時間最久的對象，甚至是存活于整個系統的生命周期內。

同時，分代回收是建立在標記清除技術基礎之上。分代回收同樣作為Python的輔助垃圾收集技術處理那些容器對象

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