Python的垃圾回收机制

Python 的垃圾回收机制（GC），是自动内存管理的核心部分，它负责回收不再使用的对象所占用的内存，防止内存泄漏。Python 主要通过以下三种机制来进行垃圾回收：

一、引用计数

原理：

每个对象都有一个引用计数器，记录有多少个变量或结构引用该对象。

• 每当有一个新的引用对象指向该对象时，引用计数加1；
• 当某个引用被删除或重新赋值时，引用计数减1；
• 当引用计数变为0时，表示没有引用再使用该对象，对象立即被释放。

示例：

a = [1, 2, 3]   # 引用计数为1
b = a           # 引用计数为2
del a           # 引用计数减1 → 变为1
del b           # 引用计数减1 → 变为0，对象被回收

缺点：

• 无法处理循环引用问题

a = []
b = []
a.append(b)
b.append(a)
# 此时 a 和 b 相互引用，即使 del a, del b 后它们的引用计数也不为0

二、标记-清除

解决的问题

用于解决循环引用的问题

工作流程：

• 标记阶段：从根对象（如全局变量、栈中的变量等）出发，递归追踪所有可达的对象，并将它们标记为存活
• 清除阶段：遍历堆中所有对象，未被标记的对象视为不可达，将被回收

应用对象：

只适用于支持容器类型（如 list、dict、class 实例等），因为这些对象可以包含其他对象，从而形成循环引用。

三、分代回收

思想基础

大多数对象的生命周期都很短（即弱代假说），所以将对象生命周期按生存周期分成不同 代，对不同代的对象进行不同程度的垃圾回收。

Python 中的三代：

• 第 0 代（Gen 0）：新创建对象；
• 第 1 代 (Gen 1)：经历一次 GC 后还活着的对象；
• 第 2 代 （Gen 2）：多次 GC 后任然存活的对象

回收频率：

• Gen0 被检查的最频繁
• Gen1 次之
• Gen2 最少

控制方式

可以通过 gc 模块查看和调整代的阈值

import gc
print(gc.get_threshold())  # 默认值通常是 (700, 10, 10)

表示：

• 当第 0 代对象数量达到 700 时触发第 0 代GC；
• 每执行10 次第0代 GC，触发一次第1代GC；
• 每执行10次第一代 GC，触发一次第二代GC。

四、gc 模块

import gc gc.enable() # 开启自动GC（默认） gc.disable() # 关闭自动GC gc.collect() # 手动触发一次完整的GC gc.set_threshold(800, 10, 10) # 设置GC阈值

import gcgc.enable()        # 开启自动GC（默认）
gc.disable()       # 关闭自动GC
gc.collect()       # 手动触发一次完整的GC
gc.set_threshold(800, 10, 10)  # 设置GC阈值