第二步:当创建对象num_list = [11,22]时,会将列表对象添加到 refchain 和 generations 0代中。

python 保存并替换已有文件_python

第三步:新创建对象使generations的0代链表上的对象数量大于阈值700时,要对链表上的对象进行扫描检查。

当0代大于阈值后,底层不是直接扫描0代,而是先判断2、1是否也超过了阈值。

  • 如果2、1代未达到阈值,则扫描0代,并让1代的 count + 1 。
  • 如果2代已达到阈值,则将2、1、0三个链表拼接起来进行全扫描,并将2、1、0代的count重置为0.
  • 如果1代已达到阈值,则讲1、0两个链表拼接起来进行扫描,并将所有1、0代的count重置为0.

对拼接起来的链表在进行扫描时,主要就是剔除循环引用和销毁垃圾,详细过程为:

  • 扫描链表,把每个对象的引用计数器拷贝一份并保存到 gc_refs中,保护原引用计数器。
  • 再次扫描链表中的每个对象,并检查是否存在循环引用,如果存在则让各自的gc_refs减 1 。
  • 再次扫描链表,将 gc_refs 为 0 的对象移动到unreachable链表中;不为0的对象直接升级到下一代链表中。
  • 处理unreachable链表中的对象的 析构函数 和 弱引用,不能被销毁的对象升级到下一代链表,能销毁的保留在此链表。析构函数,指的就是那些定义了__del__方法的对象,需要执行之后再进行销毁处理。
  • 最后将 unreachable 中的每个对象销毁并在refchain链表中移除(不考虑缓存机制)。

至此,垃圾回收的过程结束。

1.5 缓存机制

从上文大家可以了解到当对象的引用计数器为0时,就会被销毁并释放内存。而实际上他不是这么的简单粗暴,因为反复的创建和销毁会使程序的执行效率变低。Python中引入了“缓存机制”机制。

例如:引用计数器为0时,不会真正销毁对象,而是将他放到一个名为 free_list 的链表中,之后会再创建对象时不会在重新开辟内存,而是在free_list中将之前的对象来并重置内部的值来使用。

  • float类型,维护的free_list链表最多可缓存100个float对象。

v1 = 3.14 # 开辟内存来存储float对象,并将对象添加到refchain链表。

print( id(v1) ) # 内存地址:4436033488

del v1 # 引用计数器-1,如果为0则在rechain链表中移除,不销毁对象,而是将对象添加到float的free_list.

v2 = 9.999 # 优先去free_list中获取对象,并重置为9.999,如果free_list为空才重新开辟内存。

print( id(v2) ) # 内存地址:4436033488

注意:引用计数器为0时,会先判断free_list中缓存个数是否满了,未满则将对象缓存,已满则直接将对象销毁。

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  • int类型,不是基于free_list,而是维护一个small_ints链表保存常见数据(小数据池),小数据池范围:-5 <= value < 257。即:重复使用这个范围的整数时,不会重新开辟内存。

v1 = 38 # 去小数据池small_ints中获取38整数对象,将对象添加到refchain并让引用计数器+1。

print( id(v1)) #内存地址:4514343712

v2 = 38 # 去小数据池small_ints中获取38整数对象,将refchain中的对象的引用计数器+1。

print( id(v2) ) #内存地址:4514343712

注意:在解释器启动时候-5~256就已经被加入到small_ints链表中且引用计数器初始化为1,

代码中使用的值时直接去small_ints中拿来用并将引用计数器+1即可。另外,small_ints中的数据引用计数器永远不会为0

(初始化时就设置为1了),所以也不会被销毁。

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  • str类型,维护unicode_latin1[256]链表,内部将所有的ascii字符缓存起来,以后使用时就不再反复创建。
v1 = “A”
print( id(v1) ) # 输出:4517720496
del v1
v2 = “A”
print( id(v1) ) # 输出:4517720496

除此之外,Python内部还对字符串做了驻留机制,针对只含有字母、数字、下划线的字符串(见源码Objects/codeobject.c),如果

内存中已存在则不会重新在创建而是使用原来的地址里(不会像free_list那样一直在内存存活,只有内存中有才能被重复利用)。

v1 = “asdfg”
v2 = “asdfg”
print(id(v1) == id(v2)) # 输出:True

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  • list类型,维护的free_list数组最多可缓存80个list对象。
v1 = [11,22,33]
print( id(v1) ) # 输出:4517628816
del v1
v2 = [“你”,“好”]
print( id(v2) ) # 输出:4517628816

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  • tuple类型,维护一个free_list数组且数组容量20,数组中元素可以是链表且每个链表最多可以容纳2000个元组对象。元组的free_list数组在存储数据时,是按照元组可以容纳的个数为索引找到free_list数组中对应的链表,并添加到链表中。
v1 = (1,2)
print( id(v1) )

del v1 # 因元组的数量为2,所以会把这个对象缓存到free_list[2]的链表中。

v2 = (“哈哈哈”,“Alex”) # 不会重新开辟内存,而是去free_list[2]对应的链表中拿到一个对象来使用。

print( id(v2) )