荐 Python垃圾回收机制

程序员文章站 2024-01-22 21:44:46

Python垃圾回收引用计数器为主标记清除和分代回收为辅+ 缓存机制1. 引用计数器1.1 环状双向链表 refchain在python程序中创建的任何对象都会放在refchain链表中。#define PyObject_HEADPyObject ob_base;#define PyObject_VAR_HEADPyVarObject ob_base;// 宏定义，包含上一个、下一个，用于构造双向链表用。（放到refchain链表中时要用到）#define _PyObj...

Python垃圾回收

引用计数器为主
标记清除和分代回收为辅
+ 缓存机制

1. 引用计数器

1.1 环状双向链表 refchain

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Python垃圾回收机制

在python程序中创建的任何对象都会放在refchain链表中。

#define PyObject_HEAD		PyObject ob_base;
#define PyObject_VAR_HEAD		PyVarObject ob_base;

// 宏定义，包含 上一个、下一个，用于构造双向链表用。（放到refchain链表中时要用到）
#define _PyObject_HEAD_EXTRA			\
	struct _object *_ob_next;			\
	struct _object *_ob_prev;

name = "阿玮"
age = 18
hobby = ["健身", "美女"]

内部会创建一些数据 [ 上一个对象、下一个对象、类型、引用个数 ]
name = "阿玮"
new = name		# 引用个数变成2

内部会创建一些数据 [ 上一个对象、下一个对象、类型、引用个数、val=18 ]
age = 18

内部会创建一些数据 [ 上一个对象、下一个对象、类型、引用个数、items=元素、元素个数 ]
hobby = ["健身", "美女"]

#define PyObject_HEAD		PyObject ob_base;
#define PyObject_VAR_HEAD		PyVarObject ob_base;

// 宏定义，包含 上一个、下一个，用于构造双向链表用。（放到refchain链表中时要用到）
#define _PyObject_HEAD_EXTRA			\
	struct _object *_ob_next;			\
	struct _object *_ob_prev;

typedef struct _object {
    _PyObject_HEAD_EXTRA;	// 用于构造双向链表
    Py_ssize_t ob_refcnt;	// 引用计数器
    struct _typeobject *ob_type;	// 数据类型
} PyObject;

typedef struct {
    PyObject ob_base;		// PyObject对象
    Py_ssize_t ob_size;		// Number of items in variable part，即：元素个数
} PyVarObject;

在C源码中如何体现每个对象中都有的相同的值：PyObject结构体（4个值）。

有多个元素组成的对象：PyObject结构体（4个值）+ ob_size = PyVarObject。

1.2 类型封装结构体

float类型

typedef struct {
    PyObject_HEAD;
    double ob_fval;
};

data = 3.14;

内部会创建：
    _ob_next = refchain中的下一个对象
    _ob_prev = refchain中的上一个对象
    ob_refcnt = 1
    ob_type = float
    ob_fval = 3.14

int类型

struct _longobect {
    PyObject_VAR_HEAD;
    digit ob_dit[1];
};
/* Long (arbitrary precision) integer object interface */
typedef struct _longobject PyLongObject; /* Revealed in longintrepr.h */

list类型

typedef struct {
    PyObject_VAR_HEAD;
    PyObject ** ob_item;
    Py_ssize_t allocated;
} PyListObject;

tuple类型

typedef struct {
    PyObject_VAR_HEAD;
    PyObject *ob_item[1];
} PyTupleObject;

dict类型

typedef struct {
    PyObject_HEAD;
    Py_ssize_t ma_used;
    PyDictKeyObject *ma_keys;
    PyObject **ma_values;
} PyDictObject;

1.3 引用计数器

v1 = 3.14
v2 = 999
v3 = (1,2,3)

当python程序运行时，会根据数据类型的不同找到其结构体，根据结构体中的字段来进行创建相关的数据，然后将对象添加到refchain双向链表中。

在C源码中有两个关键的结构体：PyObject、PyVarObject。

每个对象中有 ob_refcnt 就是引用计数器，值默认为1，当有其他变量引用这个对象时，引用计数器就会发生变化。

引用

a = 99999
b = a
# 此时 99999 这个对象引用计数器的值为2

'''
下面情况会导致引用计数器+1：
	1.对象被创建，如 a = 2
	2.对象被引用，如 b = a
	3.对象被作为参数，传入到一个函数中
	4.对象作为一个元素，存储在容器中
可以通过sys包中的getrefcount()来获取一个名称所引用的对象当前的引用计数器的值（注意这里getrefcount()本身会使得引用计数器+1）
'''

删除引用

a = 99999
b = a
# b变量删除，b对应对象的引用计数器-1
def b
# a变量删除，a对应对象的引用计数器-1

'''
下面情况会导致引用计数器-1：
	1.变量被显示销毁 del
	2.变量被赋予新的对象
	3.一个对象离开它的作用域
	4.对象所在的容器被销毁或从容器中删除对象
'''

# 当一个对象的引用计数器为0时，意味着没有人再使用这个对象了，这个对象就是垃圾，垃圾回收。
# 回收：1.对象从rechain链表移出。2.将对象销毁，内存归还。

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