python記憶體回收機制

標籤：它的   sys   auth   while   收集   分代   設定   col   tle   

主要有三點：

1，引用計數

2，標記-清除（針對循環參考）

3，分代回收

一.記憶體回收機制

Python中的記憶體回收是以引用計數為主，分代收集為輔。引用計數的缺陷是循環參考的問題。
在Python中，如果一個對象的引用數為0，Python虛擬機器就會回收這個對象的記憶體。

#encoding=utf-8__author__ = ‘[email protected]‘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 f1():    while True:        c1=ClassA()        del c1

執行f1()會迴圈輸出這樣的結果，而且進程佔用的記憶體基本不會變動

object born,id:0x237cf58object del,id:0x237cf58

c1=ClassA()會建立一個對象，放在0x237cf58記憶體中，c1變數指向這個記憶體，這時候這個記憶體的引用計數是1
del c1後，c1變數不再指向0x237cf58記憶體，所以這塊記憶體的引用計數減一，等於0，所以就銷毀了這個對象，然後釋放記憶體。

1. 導致引用計數+1的情況
   1. 對象被建立，例如a=23
   2. 對象被引用，例如b=a
   3. 對象被作為參數，傳入到一個函數中，例如func(a)
   4. 對象作為一個元素，儲存在容器中，例如list1=[a,a]
2. 導致引用計數-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. 一個對象離開它的範圍，例如f函數執行完畢時，func函數中的局部變數（全域變數不會）
   4. 對象所在的容器被銷毀，或從容器中刪除對象

   demo

    def func(c,d):     print ‘in func function‘, sys.getrefcount(c) - 1 print ‘init‘, sys.getrefcount(11) - 1 a = 11 print ‘after a=11‘, sys.getrefcount(11) - 1 b = a print ‘after b=1‘, sys.getrefcount(11) - 1 func(11) print ‘after func(a)‘, sys.getrefcount(11) - 1 list1 = [a, 12, 14] print ‘after list1=[a,12,14]‘, sys.getrefcount(11) - 1 a=12 print ‘after a=12‘, sys.getrefcount(11) - 1 del a print ‘after del a‘, sys.getrefcount(11) - 1 del b print ‘after del b‘, sys.getrefcount(11) - 1 # list1.pop(0) # print ‘after pop list1‘,sys.getrefcount(11)-1 del list1 print ‘after del list1‘, sys.getrefcount(11) - 1

   輸出：

    init 24 after a=11 25 after b=1 26 in func function 28 after func(a) 26 after list1=[a,12,14] 27 after a=12 26 after del a 26 after del b 25 after del list1 24

   問題：為什麼調用函數會令引用計數+2

3. 查看一個對象的引用計數

sys.getrefcount(a)可以查看a對象的引用計數，但是比正常計數大1，因為調用函數的時候傳入a，這會讓a的引用計數+1

二.循環參考導致記憶體泄露

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

執行f2()，進程佔用的記憶體會不斷增大。

object born,id:0x237cf30object born,id:0x237cf58

建立了c1，c2後，0x237cf30（c1對應的記憶體，記為記憶體1）,0x237cf58（c2對應的記憶體，記為記憶體2）這兩塊記憶體的引用計數都是1，執行c1.t=c2和c2.t=c1後，這兩塊記憶體的引用計數變成2.
在del c1後，記憶體1的對象的引用計數變為1，由於不是為0，所以記憶體1的對象不會被銷毀，所以記憶體2的對象的引用數依然是2，在del c2後，同理，記憶體1的對象，記憶體2的對象的引用數都是1。
雖然它們兩個的對象都是可以被銷毀的，但是由於循環參考，導致記憶體回收行程都不會回收它們，所以就會導致記憶體泄露。

三.記憶體回收

deff3():    # print gc.collect()    c1=ClassA()    c2=ClassA()    c1.t=c2    c2.t=c1    del c1    del c2    print gc.garbage    print gc.collect() #顯式執行記憶體回收    print gc.garbage    time.sleep(10)if __name__ == ‘__main__‘:    gc.set_debug(gc.DEBUG_LEAK) #設定gc模組的日誌    f3()

輸出：

gc: uncollectable <ClassA instance at 0230E918>gc: uncollectable <ClassA instance at 0230E940>gc: uncollectable <dict 0230B810>gc: uncollectable <dict 02301ED0>object born,id:0x230e918object born,id:0x230e9404

• 記憶體回收後的對象會放在gc.garbage列表裡面
• gc.collect()會返回不可達的對象數目，4等於兩個對象以及它們對應的dict
• 有三種情況會觸發記憶體回收：
  1.調用gc.collect(),
  2.當gc模組的計數器達到閥值的時候。
  3.程式退出的時候

四.gc模組常用功能解析

Garbage Collector interface
gc模組提供一個介面給開發人員設定記憶體回收的選項。上面說到，採用引用計數的方法管理記憶體的一個缺陷是循環參考，而gc模組的一個主要功能就是解決循環參考的問題。

常用函數：

1. gc.set_debug(flags)
   設定gc的debug日誌，一般設定為gc.DEBUG_LEAK
2. gc.collect([generation])
   顯式進行記憶體回收，可以輸入參數，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，執行一個full collection，也就是等於傳2。
   返回不可達（unreachable objects）對象的數目
3. gc.set_threshold(threshold0[, threshold1[, threshold2])
   設定自動執行記憶體回收的頻率。
4. gc.get_count()
   擷取當前自動執行記憶體回收的計數器，返回一個長度為3的列表

gc模組的自動記憶體回收機制

必須要import gc模組，並且is_enable()=True才會啟動自動記憶體回收。
這個機制的主要作用就是發現並處理不可達的垃圾對象。
記憶體回收=垃圾檢查+記憶體回收
在Python中，採用分代收集的方法。把對象分為三代，一開始，對象在建立的時候，放在一代中，如果在一次一代的垃圾檢查中，改對象存活下來，就會被放到二代中，同理在一次二代的垃圾檢查中，該對象存活下來，就會被放到三代中。

gc模組裡面會有一個長度為3的列表的計數器，可以通過gc.get_count()擷取。
例如(488,3,0)，其中488是指距離上一次一代垃圾檢查，Python分配記憶體的數目減去釋放記憶體的數目，注意是記憶體配置，而不是引用計數的增加。例如：

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

3是指距離上一次二代垃圾檢查，一代垃圾檢查的次數，同理，0是指距離上一次三代垃圾檢查，二代垃圾檢查的次數。

gc模快有一個自動記憶體回收的閥值，即通過gc.get_threshold函數擷取到的長度為3的元組，例如(700,10,10)
每一次計數器的增加，gc模組就會檢查增加後的計數是否達到閥值的數目，如果是，就會執行對應的代數的垃圾檢查，然後重設計數器
例如，假設閥值是(700,10,10)：

• 當計數器從(699,3,0)增加到(700,3,0)，gc模組就會執行gc.collect(0),即檢查一代對象的垃圾，並重設計數器為(0,4,0)
• 當計數器從(699,9,0)增加到(700,9,0)，gc模組就會執行gc.collect(1),即檢查一、二代對象的垃圾，並重設計數器為(0,0,1)
• 當計數器從(699,9,9)增加到(700,9,9)，gc模組就會執行gc.collect(2),即檢查一、二、三代對象的垃圾，並重設計數器為(0,0,0)

其他

1. 如果循環參考中，兩個對象都定義了__del__方法，gc模組不會銷毀這些不可達對象，因為gc模組不知道應該先調用哪個對象的__del__方法，所以為了安全起見，gc模組會把對象放到gc.garbage中，但是不會銷毀對象。

五.應用

1. 項目中避免循環參考
2. 引入gc模組，啟動gc模組的自動清理循環參考的對象機制
3. 由於分代收集，所以把需要長期使用的變數集中管理，並儘快移到二代以後，減少GC檢查時的消耗
4. gc模組唯一處理不了的是循環參考的類都有__del__方法，所以項目中要避免定義__del__方法，如果一定要使用該方法，同時導致了循環參考，需要代碼顯式調用gc.garbage裡面的對象的__del__來打破僵局

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