Python 内存管理机制

一、变量与对象

关系图如下：

1.变量，通过变量指针引用对象

变量指针指向具体对象的内存空间，取对象的值。

2. 对象，类型已知，每个对象都包含一个头部信息（头部信息：类型标识符和引用计数器）

注意
变量名没有类型，类型属于对象（因为变量引用对象，所以类型随对象），变量引用什么类型的对象，变量就是什么类型的。

var_1 = 'abc'
var_2=a

print(id(var_1 ))
print(id(var_2))

2045073378352
2045073378352

PS：id()是python的内置函数，用于返回对象的身份，即对象的内存地址。

3. 引用所指判断
通过is进行引用所指判断，is是用来判断两个引用所指的对象是否相同。

整数

a = 1
b = 1
print(a is b)

True

短字符串

c = 'python'
d = 'python'
print(c is d)

True

列表

a = []
b = []
print(a is b)

False

由运行结果可知：
1、Python缓存了整数和短字符串，因此每个对象在内存中只存有一份，引用所指对象就是相同的，即使使用赋值语句，也只是创造新的引用，而不是对象本身；
　2、Python没有缓存长字符串、列表及其他对象，可以由多个相同的对象，可以使用赋值语句创建出新的对象。

二、引用计数

在Python中，每个对象都有指向该对象的引用总数—引用计数

查看对象的引用计数：sys.getrefcount()
　　
1、普通引用

import sys
a = [1,2,3]
result = sys.getrefcount(a)
print(result)

b = a
result = sys.getrefcount(b)
print(result)

2
3

注意：
当使用某个引用作为参数，传递给getrefcount()时，参数实际上创建了一个临时的引用。因此，getrefcount()所得到的结果，会比期望的多1。

2、容器对象
Python的一个容器对象(比如：表、词典等)，可以包含多个对象。

a = [1,2,3]
b = a

print(a is b)

a[0] = 6
print(a)

print(a is b)

print(b)

True
[6, 2, 3]
True
[6, 2, 3]

由上可见，实际上，容器对象中包含的并不是元素对象本身，是指向各个元素对象的引用。

3、引用计数增加

1、对象被创建

result = sys.getrefcount(123)
print(result)

n = 123
print(sys.getrefcount(n))

23
24

2、另外的别人被创建

m = n
print(sys.getrefcount(m))

25

3、作为容器对象的一个元素

a=[1,12,123]
print(sys.getrefcount(123))

26

4、被作为参数传递给函数：foo(x)

4、引用计数减少

1、对象的别名被显式的销毁

del m

2、对象的一个别名被赋值给其他对象

n=456

3、对象从一个窗口对象中移除，或，窗口对象本身被销毁

4、一个本地引用离开了它的作用域，比如上面的foo(x)函数结束时，x指向的对象引用减1。

三、垃圾回收

当Python中的对象越来越多，占据越来越大的内存，启动垃圾回收(garbage collection)，将没用的对象清除。

1、原理
　当Python的某个对象的引用计数降为0时，说明没有任何引用指向该对象，该对象就成为要被回收的垃圾。比如某个新建对象，被分配给某个引用，对象的引用计数变为1。如果引用被删除，对象的引用计数为0，那么该对象就可以被垃圾回收。

a = [1,2,3]
del a

2、解析del
　del a后，已经没有任何引用指向之前建立的[321,123]，该表引用计数变为0，用户不可能通过任何方式接触或者动用这个对象，当垃圾回收启动时，Python扫描到这个引用计数为0的对象，就将它所占据的内存清空。

注意
1、垃圾回收时，Python不能进行其它的任务，频繁的垃圾回收将大大降低Python的工作效率；
2、Python只会在特定条件下，自动启动垃圾回收（垃圾对象少就没必要回收）
3、当Python运行时，会记录其中分配对象(object allocation)和取消分配对象(object deallocation)的次数。当两者的差值高于某个阈值时，垃圾回收才会启动。

import gc
gc.get_threshold()
(700, 10, 10)

每10次0代垃圾回收，会配合1次1代的垃圾回收；而每10次1代的垃圾回收，才会有1次的2代垃圾回收；

当然也是可以手动启动垃圾回收：

gc.collect()
2

4、何为分代回收

Python将所有的对象分为0，1，2三代；
所有的新建对象都是0代对象；
当某一代对象经历过垃圾回收，依然存活，就被归入下一代对象。

四、内存池机制
Python中有分为大内存和小内存：（256K为界限分大小内存）
1、大内存使用malloc进行分配
2、小内存使用内存池进行分配

3、Python的内存池(金字塔)
第3层：最上层，用户对Python对象的直接操作

第1层和第2层：内存池，有Python的接口函数PyMem_Malloc实现-----若请求分配的内存在1~256字节之间就使用内存池管理系统进行分配，调用malloc函数分配内存，但是每次只会分配一块大小为256K的大块内存，不会调用free函数释放内存，将该内存块留在内存池中以便下次使用。
　　第0层：大内存-----若请求分配的内存大于256K，malloc函数分配内存，free函数释放内存。
　　第-1，-2层：操作系统进行操作

标签：Python,管理机制,回收,对象,引用,print,内存
来源： https://blog.csdn.net/weixin_47906106/article/details/122109059