這篇文章主要介紹python垃圾回收機(jī)制指的是什么，文中介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們一定要看完！
一、先來(lái)說說為什么要有垃圾回收
解釋器在執(zhí)行到定義變量得語(yǔ)法時(shí)，會(huì)申請(qǐng)內(nèi)存空間來(lái)存放變量得值，但是由于內(nèi)存空間是有限得，所以這就涉及到了內(nèi)存回收問題了，當(dāng)一個(gè)變量值沒有用了（簡(jiǎn)稱垃圾），這種時(shí)候就應(yīng)該回收掉這個(gè)變量值得內(nèi)存空間。
二、那么什么是垃圾回收機(jī)制
垃圾回收機(jī)制（簡(jiǎn)稱GC）是Python解釋器自帶一種機(jī)，專門用來(lái)回收不可用的變量值所占用的內(nèi)存空間
三、為什么要用垃圾回收機(jī)制呢？
程序運(yùn)行過程中會(huì)申請(qǐng)大量的內(nèi)存空間，而對(duì)于一些無(wú)用的內(nèi)存空間如果不及時(shí)清理的話會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存使用殆盡（內(nèi)存溢出），導(dǎo)致程序崩潰，因此管理內(nèi)存是一件重要且繁雜的事情，而python解釋器自帶的垃圾回收機(jī)制把程序員從繁雜的內(nèi)存管理中解放出來(lái)。
四、垃圾回收機(jī)制的理解
1、堆區(qū)和棧區(qū)
在定義變量時(shí)，變量名與變量值都是需要存儲(chǔ)的，分別對(duì)應(yīng)內(nèi)存中的兩塊區(qū)域：堆區(qū)與棧區(qū)。
# 1、變量名與值內(nèi)存地址的關(guān)聯(lián)關(guān)系存放于棧區(qū) # 2、變量值存放于堆區(qū)，內(nèi)存管理回收的則是堆區(qū)的內(nèi)容
2、直接引用和間接引用
直接引用指的是從棧區(qū)出發(fā)直接引用到的內(nèi)存地址。間接引用指的是從棧區(qū)出發(fā)引用到堆區(qū)后，再通過進(jìn)一步引用才能到達(dá)的內(nèi)存地址。
x=10 # 10這個(gè)值被變量x直接引用 list=[20,x] # 10這個(gè)值被列表list間接引用12
五、垃圾回收機(jī)制的原理分析
Python的GC模塊主要運(yùn)用了“引用計(jì)數(shù)”（reference counting）來(lái)跟蹤和回收垃圾。在引用計(jì)數(shù)的基礎(chǔ)上，還可以通過“標(biāo)記-清除”（mark and sweep）解決容器對(duì)象可能產(chǎn)生的循環(huán)引用的問題，并且通過“分代回收”（generation collection）以空間換取時(shí)間的方式來(lái)進(jìn)一步提高垃圾回收的效率。
1、引用計(jì)數(shù)
變量值被變量名關(guān)聯(lián)得次數(shù)（包括間接引用和直接引用 ），一旦變量得引用計(jì)數(shù)得值變成0，占用內(nèi)存就會(huì)被回收。
2、引用計(jì)數(shù)得問題以及解決方案
問題一：循環(huán)引用
引用計(jì)數(shù)機(jī)制存在著一個(gè)致命的弱點(diǎn)，即循環(huán)引用（也稱交叉引用
list1=[111,] list2=[222,] list1.append(list2) list2.append(list1) print(list1,list2) [111, [222, [...]]] [222, [111, [...]]] # list1和list2之間相互引用 # list1=[111的內(nèi)存地址,list2的內(nèi)存地址] # list2=[222的內(nèi)存地址,list1的內(nèi)存地址] x=10 list=[2,3,x] print(list[2]) # 10 x=123 print(list[2]) # 10
這種時(shí)候一旦我們del list1，del list2，刪除列表的直接引用，只剩下list1和list2之間 的相互引用，這樣引用計(jì)數(shù)不是0，內(nèi)存空間無(wú)法回收，并且無(wú)法去到list1和list2的值（就是垃圾），這種時(shí)候python引入了“標(biāo)記-清除” 與“分代回收”來(lái)分別解決引用計(jì)數(shù)的循環(huán)引用與效率低的問題。
問題二：標(biāo)記清除
容器對(duì)象（比如：list，set，dict，class，instance）都可以包含對(duì)其他對(duì)象的引用，所以都可能產(chǎn)生循環(huán)引用。而“標(biāo)記-清除”計(jì)數(shù)就是為了解決循環(huán)引用的問題。標(biāo)記/清除算法的做法是當(dāng)應(yīng)用程序可用的內(nèi)存空間被耗盡的時(shí)，就會(huì)停止整個(gè)程序，然后進(jìn)行兩項(xiàng)工作，第一項(xiàng)則是標(biāo)記，第二項(xiàng)則是清除。
問題三：效率問題
基于引用計(jì)數(shù)的回收機(jī)制，每次回收內(nèi)存，都需要把所有對(duì)象的引用計(jì)數(shù)都遍歷一遍，這是非常消耗時(shí)間的，于是引入了分代回收來(lái)提高回收效率，分代回收采用的是用“空間換時(shí)間”的策略。
問題四：分代回收
分代回收的核心思想是：在歷經(jīng)多次掃描的情況下，都沒有被回收的變量，gc機(jī)制就會(huì)認(rèn)為，該變量是常用變量，gc對(duì)其掃描的頻率會(huì)降低分代指的是根據(jù)存活時(shí)間來(lái)為變量劃分不同等級(jí)（也就是不同的代）
新定義的變量，放到新生代這個(gè)等級(jí)中，假設(shè)每隔1分鐘掃描新生代一次，如果發(fā)現(xiàn)變量依然被引用，那么該對(duì)象的權(quán)重（權(quán)重本質(zhì)就是個(gè)整數(shù)）加一，當(dāng)變量的權(quán)重大于某個(gè)設(shè)定得值（假設(shè)為3），會(huì)將它移動(dòng)到更高一級(jí)的青春代，青春代的gc掃描的頻率低于新生代（掃描時(shí)間間隔更長(zhǎng)），假設(shè)5分鐘掃描青春代一次，這樣每次gc需要掃描的變量的總個(gè)數(shù)就變少了，節(jié)省了掃描的總時(shí)間，接下來(lái)，青春代中的對(duì)象，也會(huì)以同樣的方式被移動(dòng)到老年代中。也就是等級(jí)（代）越高，被垃圾回收機(jī)制掃描的頻率越低
回收依然使用引用計(jì)數(shù)作為回收的依據(jù)
問題五：分代回收的缺點(diǎn)
例如一個(gè)變量剛剛從新生代移入青春代，該變量的綁定關(guān)系就解除了，該變量應(yīng)該被回收，但青春代的掃描頻率低于新生代，這就到導(dǎo)致了應(yīng)該被回收的垃圾沒有得到及時(shí)地清理。
沒有十全十美的方案：
毫無(wú)疑問，如果沒有分代回收，即引用計(jì)數(shù)機(jī)制一直不停地對(duì)所有變量進(jìn)行全體掃描，可以更及時(shí)地清理掉垃圾占用的內(nèi)存，但這種一直不停地對(duì)所有變量進(jìn)行全體掃描的方式效率極低，所以我們只能將二者中和。
綜上：
垃圾回收機(jī)制是在清理垃圾&釋放內(nèi)存的大背景下，允許分代回收以極小部分垃圾不會(huì)被及時(shí)釋放為代價(jià)，以此換取引用計(jì)數(shù)整體掃描頻率的降低，從而提升其性能，這是一種以空間換時(shí)間的解決方案目錄。
以上是python垃圾回收機(jī)制指的是什么的所有內(nèi)容，感謝各位的閱讀！希望分享的內(nèi)容對(duì)大家有幫助，更多相關(guān)知識(shí)，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站制作公司行業(yè)資訊頻道！
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