变量与对象

• 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
• 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） 关系图如下：

注 1：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

var1 = "hello world"
var2 = var1
id(var1)
id(var2)

注 2：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

# 短字符串
a = "hello"
b = "hello"
print(a is b)          # True

# 整数
a = 12
b = 12
print(a is b)      # True

# 长字符串
a = "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"
b = "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"
print(a is b)      # False

注 3：is 是用来判断两个引用所指的对象是否相同，==是用来判断两个变量对应的值是否相同

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在一份，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、列表以及其他对象，可以由多个相同的对象，使用赋值语句创建新的对象
3、python 中对大于 256 的整数，会重新分配对象空间地址保存对象；对于字符串来说，如果不包含空格的字符串，则不会重新分配对象空间，对于包含空格的字符串则会重新分配

引用计数

python 中 每个对象都有指向该对象的引用总数 -- 引用计数
查看对象的引用次数：sys.getrefcount()

• 普通引用

import sys

a = [1, 2, 3]
sys.getrefcount(a)      # 2
b = a
sys.getrefcount(a)      # 3
sys.getrefcount(b)      # 3

注 4：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

• 容器对象

python 的一个容器对象（列表、字典、集合等），可以保护多个对象，实际上，容器对象中包含的并不是元素对象本身，而是指向各个元素对象的引用

• 引用计数增加

  • 对象被创建
  • 被其他对象引用
  • 作为容器对象的一个元素

• 引用计数减少

  • 对象的别名被显示的销毁（例如 del 语句）
  • 对象的一个别名被赋值给其他对象
  • 对象从一个列表对象中移除，或列表对象本身被销毁

垃圾回收

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

• 核心 当 python 的某个对象的引用计数降为 0 时，说明没用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 = [123]
del a

• 解析 del del a 后，已经没有任何引用指向之前建立的 [123]。列表引用计数变为 0，用户不可能通过任何方式接触或者启动这个对象，当垃圾回收启动时，python 扫描到这个引用计数为 0 的对象，那么该对象就可以被垃圾回收

注 5：
1、垃圾回收时，python 不能进行其他的任务，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 deallccation）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)

阈值分析：

• 700 即是垃圾回收启动的阈值

• 每 10 次 0 代垃圾回收，会配合 1 次 1 代的垃圾回收；而每 10 次的 1 代垃圾回收，才会有 1 次的 2 代垃圾回收
  通过 gc.collect() 可手动启动垃圾回收

• 分代回收
  python 将所有的对象分为 0,1,2 三代。所有创建的对象都是 0 代对象。当某一代对象经历过垃圾回收，仍然存活，那么它就会被归入下一代对象。垃圾回收启动时，一定会扫描所有的 0 代对象。如果 0 代经过一定次数垃圾回收，那么久启动对 0 代和 1 代的扫描清理。当 1 代也经历了一定次数的垃圾回收后，那么会启动对 0,1,2，即对所有对象进行扫描

标记清除

如果两个对象的引用计数都为 1，但是仅仅存在他们之间的循环引用，那么这两个对象都是需要被回收的。也就是说，它们的引用计数虽然表现为非 0，但实际上有效的引用计数为 0，所有先将循环引用摘掉，就会得出这两个对象的有效计数

总结

1、python 使用引用计数和垃圾回收来释放 python 对象的内存
2、引用计数的优点是原理简单，但是会增加 python 运行时间；缺点是无法处理循环引用
3、python 标记清除用于处理循环引用
4、gc module 是 python 垃圾回收机制的接口模块，可以通过该模块启停垃圾回收、调整回收触发的阈值

以上内容摘自：https://blog.csdn.net/weixin_39653717/article/details/110371108