Python3 — 垃圾回收

发布于 2019-08-03  143 次阅读


转载自:https://blog.csdn.net/Ka_Ka314/article/details/80273456

1、小整数对象池

整数在程序中的使用非常广泛,Python为了优化速度,使用了小整数对象池, 避免为整数频繁申请和销毁内存空间。
Python 对小整数的定义是 [-5, 257) 这些整数对象是提前建立好的,不会被垃圾回收。在一个 Python 的程序中,所有位于这个范围内的整数使用的都是同一个对象。同理,单个字符也是这样的。但是当定义2个相同的字符串时,引用计数为0,触发垃圾回收

2、intern机制 --- 如同Java的引用指向

a1 = "HelloWorld"
a2 = "HelloWorld"
a3 = "HelloWorld"
a4 = "HelloWorld"
a5 = "HelloWorld"
a6 = "HelloWorld"
a7 = "HelloWorld"
a8 = "HelloWorld"
a9 = "HelloWorld"
python会不会创建9个对象呢?在内存中会不会开辟9个”HelloWorld”的内存空间呢? 想一下,如果是这样的话,我们写10000个对象,比如a1=”HelloWorld”…..a1000=”HelloWorld”, 那他岂不是开辟了1000个”HelloWorld”所占的内存空间了呢?如果真这样,内存不就爆了吗?所以python中有这样一个机制——intern机制,让他只占用一个”HelloWorld”所占的内存空间。靠引用计数去维护何时释放。

注意:Python2字符串(含有空格),不可修改,没开启intern机制,不共用对象,引用计数为0,销毁

3、垃圾回收机制

Python中的垃圾回收是以引用计数为主,分代收集为辅。

3.1、导致引用计数+1的情况

对象被创建,例如a=23
对象被引用,例如b=a
对象被作为参数,传入到一个函数中,例如func(a)
对象作为一个元素,存储在容器中,例如list1=[a,a]

3.2、导致引用计数-1的情况

对象的别名被显式销毁,例如del a
对象的别名被赋予新的对象,例如a=24
一个对象离开它的作用域,例如f函数执行完毕时,func函数中的局部变量(全局变量不会)
对象所在的容器被销毁,或从容器中删除对象

3.3、查看一个对象的引用计数

 

import sys
a = "hello world"
print(sys.getrefcount(a))

注意:可以查看a对象的引用计数,但是比正常计数大1,因为调用函数的时候传入a,这会让a的引用计数+1

4、循环引用导致内存泄漏

import gc

class ClassA():
def __init__(self):
print('object born,id:%s'%str(hex(id(self))))

def f2():
while True:
c1 = ClassA()
c2 = ClassA()
c1.t = c2
c2.t = c1
del c1
del c2

#把python的gc关闭
gc.disable()

f2()

 

执行f2(),进程占用的内存会不断增大。
创建了c1,c2后这两块内存的引用计数都是1,执行c1.t=c2和c2.t=c1后,这两块内存的引用计数变成2.
在del c1后,内存1的对象的引用计数变为1,由于不是为0,所以内存1的对象不会被销毁,所以内存2的对象的引用数依然是2,在del c2后,同理,内存1的对象,内存2的对象的引用数都是1。
虽然它们两个的对象都是可以被销毁的,但是由于循环引用,导致垃圾回收器都不会回收它们,所以就会导致内存泄露。

5、垃圾回收

#coding=utf-8
import gc

class ClassA():
def __init__(self):
print('object born,id:%s'%str(hex(id(self))))
# def __del__(self):
# print('object del,id:%s'%str(hex(id(self))))

def f3():
print("-----0------")
# print(gc.collect())
c1 = ClassA()
c2 = ClassA()
c1.t = c2
c2.t = c1
print("-----1------")
del c1
del c2
print("-----2------")
print(gc.garbage)
print("-----3------")
print(gc.collect()) #显式执行垃圾回收
print("-----4------")
print(gc.garbage)
print("-----5------")

if __name__ == '__main__':
gc.set_debug(gc.DEBUG_LEAK) #设置gc模块的日志
f3()

 

说明:
垃圾回收后的对象会放在gc.garbage列表里面
gc.collect()会返回不可达的对象数目,4等于两个对象以及它们对应的dict
有三种情况会触发垃圾回收:

调用gc.collect(),
当gc模块的计数器达到阀值的时候。
程序退出的时候

6、gc模块常用功能解析

gc模块提供一个接口给开发者设置垃圾回收的选项。上面说到,采用引用计数的方法管理内存的一个缺陷是循环引用,而gc模块的一个主要功能就是解决循环引用的问题。

61.、常用函数:
gc.set_debug(flags) 设置gc的debug日志,一般设置为gc.DEBUG_LEAK
gc.collect([generation]) 显式进行垃圾回收,可以输入参数,0代表只检查第一代的对象,1代表检查一,二代的对象,2代表检查一,二,三代的对象,如果不传参数,执行一个full collection,也就是等于传2。 返回不可达(unreachable objects)对象的数目
gc.get_threshold() 获取的gc模块中自动执行垃圾回收的频率。
gc.set_threshold(threshold0[, threshold1[, threshold2]) 设置自动执行垃圾回收的频率。
gc.get_count() 获取当前自动执行垃圾回收的计数器,返回一个长度为3的列表

6.2、gc模块的自动垃圾回收机制
(1)必须要import gc模块,并且is_enable()=True才会启动自动垃圾回收。
(2)这个机制的主要作用就是发现并处理不可达的垃圾对象。
(3)垃圾回收=垃圾检查+垃圾回收
(4)在Python中,采用分代收集的方法。把对象分为三代,一开始,对象在创建的时候,放在一代中,如果在一次一代的垃圾检查中,改对象存活下来,就会被放到二代中,同理在一次二代的垃圾检查中,该对象存活下来,就会被放到三代中。
(5)gc模块里面会有一个长度为3的列表的计数器,可以通过gc.get_count()获取。
例如(488,3,0),其中488是指距离上一次一代垃圾检查,Python分配内存的数目减去释放内存的数目,3是指距离上一次二代垃圾检查,一代垃圾检查的次数,同理,0是指距离上一次三代垃圾检查,二代垃圾检查的次数。注意是内存分配,而不是引用计数的增加。例如:

print gc.get_count() # (590, 8, 0)
a = ClassA()
print gc.get_count() # (591, 8, 0)
del a
print gc.get_count() # (590, 8, 0)

(6)gc模快有一个自动垃圾回收的阀值,即通过gc.get_threshold函数获取到的长度为3的元组,例如(700,10,10) 每一次计数器的增加,gc模块就会检查增加后的计数是否达到阀值的数目,如果是,就会执行对应的代数的垃圾检查,然后重置计数器

例如,假设阀值是(700,10,10):

当计数器从(699,3,0)增加到(700,3,0),gc模块就会执行gc.collect(0),即检查一代对象的垃圾,并重置计数器为(0,4,0)
当计数器从(699,9,0)增加到(700,9,0),gc模块就会执行gc.collect(1),即检查一、二代对象的垃圾,并重置计数器为(0,0,1)
当计数器从(699,9,9)增加到(700,9,9),gc模块就会执行gc.collect(2),即检查一、二、三代对象的垃圾,并重置计数器为(0,0,0)
6.3、注意点

gc模块唯一处理不了的是循环引用的类都有__del__方法,所以项目中要避免定义__del__方法

import gc

class ClassA():
pass
# def __del__(self):
# print('object born,id:%s'%str(hex(id(self))))

gc.set_debug(gc.DEBUG_LEAK)
a = ClassA()
b = ClassA()

a.next = b
b.prev = a

print("--1--")
print(gc.collect())
print("--2--")
del a
print("--3--")
del b
print("--3-1--")
print(gc.collect())
print("--4--")

 


公交车司机终于在众人的指责中将座位让给了老太太