python 垃圾收集機制的實例詳解

pythonn垃圾收集方面的內容如果要細講還是挺多的，這里只是做一個大概的概括

Python最主要和絕大多數時候用的都是引用計數,每一個PyObject定義如下：

#define PyObject_HEAD          /   Py_ssize_t ob_refcnt;        /   struct _typeobject *ob_type; typedef struct _object {   PyObject_HEAD } PyObject; 

每個pyobject都有一個refcnt來記錄他們自己的引用數，一旦引用數為0，就進行回收

引用計數的優點在于實時性，一旦沒有其他對象引用了，就能立馬進行回收，看起來十分不錯，但為什么好多語言都沒有采用該方案，因為引用計數有一個致命的缺點，無法解決循環引用問題，比如:

a = [] b = [] a.append(b) b.append(a) 

其實并沒有其他變量引用a,b那么他們實際上應該被回收掉，但由于相互引用的關系，他們的引用數都為1，無法被回收。

在python中，相互引用的問題僅僅存在與容器里面，例如list,dictionary,class,instance。為了解決該問題，python引入了標記——清除和分代——回收另外兩種機制。

事實上，python中的容器并沒有之前講的那么簡單，在pyobject_head之前，還有一個PyGC_head,也就是專門用來處理容器的循環引用問題的。

typedef union _gc_head {   struct {     union _gc_head *gc_next;     union _gc_head *gc_prev;     Py_ssize_t gc_refs;   } gc;   long double dummy; /* force worst-case alignment */ } PyGC_Head; 

所有創建的容器類的對象都會被記錄到可收集對象鏈表中，通過上面的結構我們可以知道其實是構建了一個雙向鏈表，這樣我們就可以來跟蹤所有可能產生循環引用的情況了。而像int,string等簡單的不是容器類型的，只要引用技術為0，就會被回收。但是如果頻繁的malloc和free會嚴重影響效率，所以python采用了大量的對象池來提高效率。

標記——清除包括了垃圾回收的兩個方面：（1）尋找可以回收的對象（2）回收對象，python中的標記會從root object開始，遍歷所有容器類對象，查找出可以通過引用來到達的一些對象，把他們放到由reachable維護的鏈表中,對于不能到達的放到unbreachable維護的鏈表中，此過程結束之后，對unreachable里面的元素進行回收即可。

那么如何對應之前循環引用的情況呢？python里面會產生一個有效的引用數，存在gc.gc_refs里面，像上面的a，b真實引用數為1，但有效的引用數為0（循環中的引用數都減1），由于不能直接改pyobjec里面的refcnt，否則會產生一系列問題，我們可以將有效的引用數記到gc.gc_refs里面，那么a,b 的真實有效引用數都為0，所以他們可以被回收。

下面是另外一種情況：