? ? ? ?一些高級語言，比如Java、C#都會有垃圾回收機(jī)制，防止一些沒有的空間占用過多的內(nèi)存，最后導(dǎo)致程序宕掉，c，c++里用戶自己管理維護(hù)內(nèi)存的方式，內(nèi)存的申請、釋放需要用戶手動操作。Python底層也制定了垃圾回收機(jī)制，因此普通用戶在使用Python時，不用關(guān)心何時開啟、執(zhí)行垃圾回收機(jī)制。
Python的垃圾回收機(jī)制主要采用的是引用計(jì)數(shù)為主、標(biāo)記清除與隔代回收為輔的垃圾回收策略。
小整數(shù)對象池
整數(shù)在程序的使用中會非常頻繁，因此Python在程序運(yùn)行之前，會在內(nèi)存中創(chuàng)建出小整數(shù)對象池供用戶使用，防止頻繁操作整數(shù)對象進(jìn)行內(nèi)存的申請與銷毀。
Python小整數(shù)對象池的范圍是[-5, 256]，這些整數(shù)對象都是提前創(chuàng)建好的，在這個范圍內(nèi)的整數(shù)獨(dú)占內(nèi)存，不會被垃圾回收。
超過這個范圍，Python就會創(chuàng)建新的對象，開辟新的內(nèi)存空間：
intern機(jī)制
a = "HelloPython"
b = "HelloPython"
c = "HelloPython"
類似這樣的，Python去不會創(chuàng)建3個字符串對象，而是會默認(rèn)開啟intern機(jī)制，將這三個對象指向同一個內(nèi)存空間，節(jié)省內(nèi)存開銷。
但是如果字符串中存在特殊字符，情況會有例外，intern機(jī)制就會失效：
引用計(jì)數(shù)機(jī)制
Python中，每一個東西都是對象，底層實(shí)現(xiàn)中都是一個PyObject：
其中，ob_refcnt屬性記錄著該對象的引用次數(shù)，當(dāng)有東西引用該對象時，該屬性會加1，引用該對象被刪除時，該屬性會減1，如果引用次數(shù)為0，就會觸發(fā)垃圾回收機(jī)制
引用計(jì)數(shù)機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)：簡單 實(shí)時性，一旦沒有引用，內(nèi)存就直接釋放了。不用像其他機(jī)制等到特定時機(jī)。實(shí)時性還帶來一個好處：處理回收內(nèi)存的時間分?jǐn)偟搅似綍r。
引用計(jì)數(shù)機(jī)制的缺點(diǎn)：引用計(jì)數(shù)耗費(fèi)資源；出現(xiàn)循環(huán)引用時，會出現(xiàn)問題
t1與t2形成了循環(huán)引用，刪除t1與t2之后，仍有引用計(jì)數(shù)，會導(dǎo)致內(nèi)存空間不斷被占用，進(jìn)而導(dǎo)致宕機(jī)
為了解決這一問題，Python又引入了標(biāo)記清除與隔代回收機(jī)制
標(biāo)記清除機(jī)制
請注意在以上剛剛說到的例子中，我們以一個不是很常見的情況結(jié)尾：我們有一個“孤島”或是一組未使用的、互相指向的對象，但是誰都沒有外部引用。換句話說，我們的程序不再使用這些節(jié)點(diǎn)對象了，所以我們希望Python的垃圾回收機(jī)制能夠足夠智能去釋放這些對象并回收它們占用的內(nèi)存空間。但是這不可能，因?yàn)樗械囊糜?jì)數(shù)都是1而不是0。Python的引用計(jì)數(shù)算法不能夠處理互相指向自己的對象。
“標(biāo)記-清除”就是為了解決循環(huán)引用的問題?？梢园渌麑ο笠玫娜萜鲗ο螅ū热纾簂ist，set，dict，class，instance）都可能產(chǎn)生循環(huán)引用。
我們必須承認(rèn)上面的事實(shí)，如果兩個對象的引用計(jì)數(shù)都為1，但是僅僅存在他們之間的循環(huán)引用，那么這兩個對象都是需要被回收的，也就是說，它們的引用計(jì)數(shù)雖然表現(xiàn)為非0，但實(shí)際上有效的引用計(jì)數(shù)為0。我們必須先將循環(huán)引用摘掉，那么這兩個對象的有效計(jì)數(shù)就現(xiàn)身了。假設(shè)兩個對象為A、B，我們從A出發(fā)，因?yàn)樗幸粋€對B的引用，則將B的引用計(jì)數(shù)減1；然后順著引用達(dá)到B，因?yàn)锽有一個對A的引用，同樣將A的引用減1，這樣，就完成了循環(huán)引用對象間環(huán)摘除。
但是這樣就有一個問題，假設(shè)對象A有一個對象引用C，而C沒有引用A，如果將C計(jì)數(shù)引用減1，而最后A并沒有被回收，顯然，我們錯誤的將C的引用計(jì)數(shù)減1，這將導(dǎo)致在未來的某個時刻出現(xiàn)一個對C的懸空引用。這就要求我們必須在A沒有被刪除的情況下復(fù)原C的引用計(jì)數(shù)，如果采用這樣的方案，那么維護(hù)引用計(jì)數(shù)的復(fù)雜度將成倍增加。
原理：“標(biāo)記-清除”采用了更好的做法，我們并不改動真實(shí)的引用計(jì)數(shù)，而是將集合中對象的引用計(jì)數(shù)復(fù)制一份副本，改動該對象引用的副本。對于副本做任何的改動，都不會影響到對象生命走起的維護(hù)。
這個計(jì)數(shù)副本的唯一作用是尋找root object集合（該集合中的對象是不能被回收的）。當(dāng)成功尋找到root object集合之后，首先將現(xiàn)在的內(nèi)存鏈表一分為二，一條鏈表中維護(hù)root object集合，成為root鏈表，而另外一條鏈表中維護(hù)剩下的對象，成為unreachable鏈表。之所以要剖成兩個鏈表，是基于這樣的一種考慮：現(xiàn)在的unreachable可能存在被root鏈表中的對象，直接或間接引用的對象，這些對象是不能被回收的，一旦在標(biāo)記的過程中，發(fā)現(xiàn)這樣的對象，就將其從unreachable鏈表中移到root鏈表中；當(dāng)完成標(biāo)記后，unreachable鏈表中剩下的所有對象就是名副其實(shí)的垃圾對象了，接下來的垃圾回收只需限制在unreachable鏈表中即可。
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(gòu)成一個有向圖，對象構(gòu)成這個有向圖的節(jié)點(diǎn)，而引用關(guān)系構(gòu)成這個有向圖的邊。從根對象（root object）出發(fā)，沿著有向邊遍歷對象，可達(dá)的（reachable）對象標(biāo)記為活動對象，不可達(dá)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(diào)用棧、寄存器。
隔代回收機(jī)制
Python使用一種不同的鏈表來持續(xù)追蹤活躍的對象。而不將其稱之為“活躍列表”，Python的內(nèi)部C代碼將其稱為零代(Generation Zero)。每次當(dāng)你創(chuàng)建一個對象或其他什么值的時候，Python會將其加入零代鏈表：
從上邊可以看到當(dāng)我們創(chuàng)建ABC節(jié)點(diǎn)的時候，Python將其加入零代鏈表。請注意到這并不是一個真正的列表，并不能直接在你的代碼中訪問，事實(shí)上這個鏈表是一個完全內(nèi)部的Python運(yùn)行時。 相似的，當(dāng)我們創(chuàng)建DEF節(jié)點(diǎn)的時候，Python將其加入同樣的鏈表：
現(xiàn)在零代包含了兩個節(jié)點(diǎn)對象。(他還將包含Python創(chuàng)建的每個其他值，與一些Python自己使用的內(nèi)部值。)
檢測循環(huán)引用
隨后，Python會循環(huán)遍歷零代列表上的每個對象，檢查列表中每個互相引用的對象，根據(jù)規(guī)則減掉其引用計(jì)數(shù)。在這個過程中，Python會一個接一個的統(tǒng)計(jì)內(nèi)部引用的數(shù)量以防過早地釋放對象。
為了便于理解，來看一個例子：
從上面可以看到 ABC 和 DEF 節(jié)點(diǎn)包含的引用數(shù)為1.有三個其他的對象同時存在于零代鏈表中，藍(lán)色的箭頭指示了有一些對象正在被零代鏈表之外的其他對象所引用。(接下來我們會看到，Python中同時存在另外兩個分別被稱為一代和二代的鏈表)。這些對象有著更高的引用計(jì)數(shù)因?yàn)樗鼈冋诒黄渌羔標(biāo)赶蛑?/p>
接下來你會看到Python的GC是如何處理零代鏈表的。
導(dǎo)致引用計(jì)數(shù)+1的情況
1、對象被創(chuàng)建，例如a=23?
2、對象被引用，例如b=a?
3、對象被作為參數(shù)，傳入到一個函數(shù)中，例如func(a)?
4、對象作為一個元素，存儲在容器中，例如list1=[a,a]
導(dǎo)致引用計(jì)數(shù)-1的情況
1、對象的別名被顯式銷毀，例如del a?
2、對象的別名被賦予新的對象，例如a=24?
3、一個對象離開它的作用域，例如f函數(shù)執(zhí)行完畢時，func函數(shù)中的局部變量（全局變量不會）?
4、對象所在的容器被銷毀，或從容器中刪除對象
GC常用函數(shù)：
1、gc.set_debug(flags)設(shè)置gc的debug日志，一般設(shè)置為gc.DEBUG_LEAK
2、gc.collect([generation])顯式進(jìn)行垃圾回收，可以輸入?yún)?shù)，0代表只檢查第一代的對象，1代表檢查一，二代的對象，2代表檢查一，二，三代的對象，如果不傳參數(shù)，執(zhí)行一個full collection，也就是等于傳2。 返回不可達(dá)（unreachable objects）對象的數(shù)目
3、gc.get_threshold()獲取的gc模塊中自動執(zhí)行垃圾回收的頻率。
4、gc.set_threshold(threshold0[, threshold1[, threshold2])設(shè)置自動執(zhí)行垃圾回收的頻率。
5、gc.get_count()獲取當(dāng)前自動執(zhí)行垃圾回收的計(jì)數(shù)器，返回一個長度為3的列表
