.jpg)
python內(nèi)存管理基于引用計(jì)數(shù)和垃圾回收機(jī)制。1.引用計(jì)數(shù)記錄對(duì)象被引用的次數(shù)，歸零則釋放內(nèi)存；2.循環(huán)引用由標(biāo)記-清除算法處理，gc從根對(duì)象出發(fā)標(biāo)記并清除不可達(dá)對(duì)象；3.分代回收將對(duì)象分為三代，新對(duì)象回收更頻繁。理解這些機(jī)制有助于優(yōu)化性能、避免內(nèi)存泄漏。例如賦值、容器存儲(chǔ)、函數(shù)傳參會(huì)增加引用，del減少引用。可通過(guò)gc模塊手動(dòng)觸發(fā)回收或調(diào)整閾值。
在python中，內(nèi)存管理機(jī)制的核心是自動(dòng)化的垃圾回收系統(tǒng)，其中引用計(jì)數(shù)是最基礎(chǔ)也是最直接的機(jī)制。理解它的工作原理，對(duì)優(yōu)化程序性能、避免內(nèi)存泄漏有重要意義。
引用計(jì)數(shù)：最基礎(chǔ)的內(nèi)存管理方式
Python中每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)“引用計(jì)數(shù)”，用來(lái)記錄有多少個(gè)變量或結(jié)構(gòu)指向它。當(dāng)這個(gè)數(shù)字變成0時(shí)，說(shuō)明該對(duì)象不再被使用，內(nèi)存會(huì)被立刻釋放。
舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：
a = [1, 2, 3] b = a
此時(shí)列表 [1, 2, 3] 的引用計(jì)數(shù)是2，因?yàn)?a 和 b 都指向它。如果你再執(zhí)行：
立即學(xué)習(xí)“Python免費(fèi)學(xué)習(xí)筆記（深入）”；
del a
引用計(jì)數(shù)減1，變?yōu)?。只有當(dāng) b 也被刪除或者重新賦值后，這個(gè)列表才會(huì)真正被回收。
常見(jiàn)操作會(huì)影響引用計(jì)數(shù)的情況包括：
- 賦值操作（增加引用）
- 把對(duì)象放入容器（如列表、字典）中（增加引用）
- 函數(shù)調(diào)用傳參（增加引用）
- 使用 del 刪除變量名（減少引用）
引用計(jì)數(shù)機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單高效，但也有明顯缺陷，比如無(wú)法處理循環(huán)引用問(wèn)題。
循環(huán)引用與標(biāo)記-清除機(jī)制
如果兩個(gè)對(duì)象互相引用，例如：
a = [] b = [] a.append(b) b.append(a)
此時(shí) a 和 b 都無(wú)法被正常刪除，即使它們不再被外部訪問(wèn)。這種情況下引用計(jì)數(shù)不會(huì)降到0，導(dǎo)致內(nèi)存無(wú)法回收。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，Python引入了 垃圾回收器（gc模塊），采用“標(biāo)記-清除”算法來(lái)識(shí)別并清理這類不可達(dá)對(duì)象。
GC的主要工作流程如下：
- 找出所有根對(duì)象（如全局變量、棧中的變量等）
- 從根對(duì)象出發(fā)，遞歸標(biāo)記所有可達(dá)的對(duì)象
- 沒(méi)有被標(biāo)記的對(duì)象視為垃圾，進(jìn)行清除
這一過(guò)程不是實(shí)時(shí)觸發(fā)的，而是根據(jù)分配對(duì)象的數(shù)量自動(dòng)調(diào)度。你也可以手動(dòng)調(diào)用 gc.collect() 來(lái)強(qiáng)制執(zhí)行一次垃圾回收。
需要注意的是，只有包含循環(huán)引用的對(duì)象（如列表、類實(shí)例等）才會(huì)被GC處理，像整數(shù)、字符串這些不可變類型通常不會(huì)參與循環(huán)引用，因此不被納入考慮范圍。
分代回收：提升效率的策略
為了進(jìn)一步提高垃圾回收的效率，Python還引入了分代回收機(jī)制。它的核心思想是：越新創(chuàng)建的對(duì)象越容易被回收，而存活時(shí)間長(zhǎng)的對(duì)象則不太可能成為垃圾。
Python將對(duì)象分為三代（0、1、2），新創(chuàng)建的對(duì)象放在第0代。每次回收0代后仍存活的對(duì)象會(huì)被移動(dòng)到第1代，依此類推。
每一代的回收頻率不同：
- 第0代回收頻繁
- 第1代較少
- 第2代最少
這樣可以避免每次都掃描全部對(duì)象，從而節(jié)省資源。你也可以通過(guò) gc.get_threshold() 查看當(dāng)前各代回收的閾值。
基本上就這些。理解引用計(jì)數(shù)和GC機(jī)制，有助于寫出更高效的Python代碼，也能幫助排查一些奇怪的內(nèi)存占用問(wèn)題。雖然大部分時(shí)候我們不需要手動(dòng)干預(yù)，但在關(guān)鍵場(chǎng)景下適當(dāng)調(diào)整GC行為或避免不必要的引用，還是能帶來(lái)明顯收益的。
.png)
