Py内存管理与垃圾回收管理（垃圾回收机制方式及内存管理）

Py内存管理与垃圾回收管理（垃圾回收机制方式及内存管理）

目录

​​引用计数器 1​​

​​标记清除 2​​

​​分代回收 2​​

​​缓存机制 2​​

​​py3.8.2的C源码 3​​

在py中维护了一个refchain的双向环状链表，这个链表中存储程序创建的所有对象，每种类型的对象中都有一个ob_refcnt引用计数器的值，引用个数+1或-1，最后当引用计数器变为0时会进行垃圾回收（对象销毁，refchain中移除）；

但，在py中对于那些可有多个元素组成的对象可能会存在循环引用的问题，为了解决这个问题py又引入了标记清除和分代回收，在其内部实现了4个链表，refchain、2代、1代、0代，在源码内部当达到各自的阈值时，就会触发扫描链表进行标记清除的动作（有循环则各自-1）；

但，源码内部在上述的流程中提出了优化机制，如缓存；

引用计数器

环状双向链表refchain

在py程序中创建的任何对象都会放在refchain中；

name = 'jowin'

new = name # 内部会创建一些数据，[上一个对象，下一个对象，类型，引用个数]；

age = 18 # 内部会创建一些数据，[上一个对象，下一个对象，类型，引用个数，val=18]；

hobby = ['basketball', 'girl'] # 内部会创建一些数据，[上一个对象，下一个对象，类型，引用个数，items=元素，元素个数]

在c源码中如何体现每个对象中都有的相同的值：PyObject结构体（4个值）；

有多个元素组成的对象，PyObject结构体（4个值）+ ob_size；

类型封装结构体：

data = 3.14 # 内部会创建：_ob_next、_ob_prev、ob_refcnt、ob_type、ob_fval

当py程序运行时，会根据数据类型的不同找到其对应的结构体，根据结构体中的字段来进行创建相关的数据，然后将对象添加到refchain双向链表中；

在c源码中有2个关键的结构体：PyObject|PyVarObject；

每个对象中有ob_refcnt引用计数器，值默认为1，当有其他变量引用对象时，引用计数器就会发生变化；

a = 123

b = a # 引用

del b # b变量删除，b对应对象引用计数器-1

del a # a变量删除，a对应对象此乃计数器-1

当一个对象的引用计数器为0时，意味着没有人再使用这个对象了，这个对象就是垃圾，垃圾回收；对象从refchain链表移除，将对象销毁，内存归还；

循环引用|交叉感染：

v1 = [1,2,3] # refchain中创建一个列表对象，由于v1=对象，所以列表对象引用计数器为1

v2 = [4,5,6] # refchain中再创建一个列表对象，因v2=对象，所以列表对象引用计数器为1

v1.append(v2) # 把v2追加到v1中，则v2对应的[4,5,6]对象的引用计数器+1，最终为2

v2.append(v1) # 把v1追加到v2中，则v1对应的[1,2,3]对象的引用计数器+1，最终为2

del v1 # 引用计数器-1

del v2 # 引用计数器-1

标记清除

目的，为解决引用计数器循环引用的不足；

实现，在py的底层再维护一个链表，链表中专门放那些可能存在循环引用的对象，如list|tuple|dict|set；

在py内部某种情况下触发，会去扫描可能存在循环引用的链表中的每个元素，检查是否有循环引用，如果有则让双方的引用计数器-1，如果是0则垃圾回收；

问题：

什么时候扫描？

可能存在循环引用的链表扫描代价大，每次扫描耗时久；

分代回收

将可能存在循环引用的对象维护成3个链表：

0代，中对象个数达到700个扫描一次；

1代，0代扫描10次，则1代扫描1次；

2代，1代扫描10次，则2代扫描1次；

缓存机制

池（int|float|str），为避免重复创建和销毁一些常见对象，维护池；

启动解释器时，py内部帮我们创建-5、-4、...、257；

free_list（list|tuple|dict），当一个对象的引用计数器为0时，按理说应该回收，内部不会直接回收，而是将对象添加到free_list链表中当缓存，以后再去创建对象时，不再重新开辟内存，而是直接使用free_list；

v = 3.14 # 开辟内存，内部存储结构体中定义那几个值，并存到refchain中

del v # refchain中移除，将对象添加到free_list中（80个），free_list满了则销毁；

v1 = 999.99 # 不会重新开辟内存，去free_list中获取对象，对象内部数据初始化，再放到refchain中；

​​https://pythonav.com/wiki/detail/6/88/​​

py3.8.2的C源码

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