引入

為什麼要有垃圾回收機制

　　Python中的垃圾回收機制簡稱（GC），我們在程式的執行中會產生大量的變數用於儲存資料，而有時候有些變數已經沒有用了就需要被清理釋放掉該變數所佔據的記憶體空間。在一些較為低階的語言中（比如：C語言，組合語言）對於記憶體空間的釋放是需要程式設計人員來手動進行的，這種與底層硬體直接打交道的操作是十分的危險與繁瑣的，而基於C語言開發而來的Python為了解決掉這種顧慮則自帶了一種垃圾回收機制，從而讓開發人員不必過分擔心記憶體的使用情況而可以全身心的投入到開發中去。

>>> name = "yunya" #yunya 準備改名
>>> name = "yunyaya" #原本yunya這個名字不使用了，現在必須清理掉它否則將會佔據記憶體空間，所幸Python的垃圾回收機制會幫我清理掉 "yunya"
>>

堆區和棧區的概念

　　如果你看我之前寫的那篇文章關於Python變數的底層原理的話那麼想必對堆區和棧區記憶體有了一定的瞭解。如果沒有看過那麼也沒有關係，連結如下：

Python變數與基本資料型別

底層工作原理

引用計數

　　引用計數說白了就是來對堆區的變數值繫結的棧區變數名來計數。如圖：

　　當使用del或者對變數名重新賦值後，該變數值的引用計數就會 -1 。當引用計數為 0 時候下次 Python記憶體回收機制 進行記憶體掃描時便會將該變數值當做垃圾進行回收。

　那麼這裡就是Python記憶體回收機制中最基本的也最常用的引用計數介紹。

迴圈引用-記憶體洩漏

　　引用計數雖然作為Python記憶體回收機制中最經常使用的一種機制，但是它本身也是具有一定的缺點。我們來看下面這段程式碼：

>>> l1 = [1,2,3]
>>> l2 = [1,3,l1]
>>> l1.append(l2)  #append()方法用於向列表中新增一個元素值
>>> l1
[1,[1,[...]]]
>>> l2
[1,[...]]]
>>>

　　現在l1和l2全部作為互相引用了。那麼對於這種引用方式叫做迴圈引用（也被稱為交叉引用），迴圈引用會帶來一個問題：

1. l1 變數值 的引用計數 目前為 2
2. l2 變數值 的引用計數 目前為 2
3. 當使用 del l1 與 del l2 後呢？
4. 它們的引用變數都減1，但是引用方式的變數名都互相刪除了，按理說這些變數值都成了垃圾變數。單根據引用計數是無法清理這些垃圾變數的。

>>> del l1
>>> del l2
>>> #現在怎麼訪問 li1 或者 li2 呢？訪問不到，但是他們的變數值依然存在於記憶體，引用計數從2變為1

標記-清除

　　標記清除的意思在於當應用程式可用記憶體空間即將被耗盡時便開始掃描棧區，並且會順著棧區變數名對堆區中的變數值做一個標記，如果堆區中存在沒有與棧區變數名做對應關係的資料則會被認為是垃圾資料從而被Python垃圾回收機制清理。

效率問題解決方案-分代回收

　　基於引用計數的垃圾回收機制每一次執行清理操作前都會將整個堆區的變數值的引用計數做一次遍歷統計。這樣做是非常消耗時間的，所以Python垃圾回收機制為了效率的提升加入了分代回收的策略。

參考文獻

https://www.jb51.net/article/161474.htm

以上就是詳細分析Python垃圾回收機制的詳細內容，更多關於Python垃圾回收機制的資料請關注我們其它相關文章！