詳解Python記憶體回收機制

引用計數

Python預設的垃圾收集機制是“引用計數”，每個對象維護了一個ob_ref欄位。它的優點是機制簡單，當新的引用指向該對象時，引用計數加1，當一個對象的引用被銷毀時減1，一旦對象的引用計數為0，該對象立即被回收，所佔用的記憶體將被釋放。它的缺點是需要額外的空間維護引用計數，不過最主要的問題是它不能解決“循環參考”。

什麼是循環參考？A和B相互引用而再沒有外部參考A與B中的任何一個，它們的引用計數雖然都為1，但顯然應該被回收，例子：

  a = { } # a 的引用為 1  b = { } # b 的引用為 1  a['b'] = b # b 的引用增 1，b的引用為2  b['a'] = a # a 的引用增 1，a的引用為 2  del a # a 的引用減 1，a的引用為 1  del b # b 的引用減 1, b的引用為 1

在這個例子中,del語句減少了 a 和 b 的引用計數並刪除了用於引用的變數名，可是由於兩個對象各包含一個對方對象的引用，雖然最後兩個對象都無法通過名字訪問了，但引用計數並沒有減少到零。因此這個對象不會被銷毀，它會一直駐留在記憶體中，這就造成了記憶體流失。為瞭解決循環參考問題，Python引入了標記-清除和分代回收兩種GC機制。

標記清除

標記——清除（Mark——Sweep）是一種基於追蹤（Tracing）回收技術實現的記憶體回收演算法，對象之間通過引用（指標）連在一起，構成一個有向圖，對象構成這個有向圖的節點，而參考關聯性構成這個有向圖的邊。從根對象（root object）出發，沿著有向邊遍曆對象，可達的對象標記為有用的對象，不可達的對象就是要被清除的對象。所謂根對象就是一些全域引用對象和函數棧中的引用，這些引用所引用的對象是不可被刪除的。

標記清除演算法作為Python的輔助垃圾收集技術主要處理的是一些容器物件，比如list、dict、tuple，instance等，因為對於字串、數值對象是不可能造成循環參考問題。Python使用一個雙向鏈表將這些容器物件組織起來。

分代回收

分代回收是一種以空間換時間的操作方式，Python將記憶體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將記憶體分為了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。新建立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，甚至是存活於整個系統的生命週期內。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物件

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