Python開發(fā)的內(nèi)存管理機(jī)制及調(diào)優(yōu)方式

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　　一、內(nèi)存管理機(jī)制：引用計(jì)數(shù)、垃圾回收、內(nèi)存池。

　　二、引用計(jì)數(shù)：引用計(jì)數(shù)是一種非常高效的內(nèi)存管理手段， 當(dāng)一個 Python 對象被 引用時其引用計(jì)數(shù)增加1， 當(dāng)其不再被一個變量引用時則計(jì)數(shù)減 1.當(dāng)引用計(jì)數(shù)等于 0 時對象被刪除。

　　三、垃圾回收 ：

　　1. 引用計(jì)數(shù)

　　引用計(jì)數(shù)也是一種垃圾收集機(jī)制，而且也是一種最直觀，最簡單的垃 圾收集技術(shù)。當(dāng)Python 的某個對象的引用計(jì)數(shù)降為 0 時，說明沒 有任何引用指向該對象，該對象就成為要被回收的垃圾了。比如某個新建對象，它被分配給某個引用，對象的引用計(jì)數(shù)變?yōu)?1。如果引用被刪除，對象的引用計(jì)數(shù)為 0，那么該對象就可以被垃圾回收。不過如果出現(xiàn)循環(huán)引用的話，引用計(jì)數(shù)機(jī)制就不再起有效的作用了

　　2. 標(biāo)記清除

　　如果兩個對象的引用計(jì)數(shù)都為 1，但是僅僅存在他們之間的循環(huán)引用，那么這兩個對象都是需要被回收的，也就是說，它們的引用計(jì)數(shù)雖然表現(xiàn)為非 0，但實(shí)際上有效的引用計(jì)數(shù)為 0。所以先將循環(huán)引用摘掉，就會得出這兩個對象的有效計(jì)數(shù)。

　　3. 分代回收

　　從前面“標(biāo)記-清除”這樣的垃圾收集機(jī)制來看，這種垃圾收集機(jī)制所帶來的額外操作實(shí)際上與系統(tǒng)中總的內(nèi)存塊的數(shù)量是相關(guān)的，當(dāng)需要回收的內(nèi)存塊越多時，垃圾檢測帶來的額外操作就越多，而垃圾回收帶來的額外操作就越少；反之，當(dāng)需回收的內(nèi)存塊越少時，垃圾檢測就將比垃圾回收帶來更少的額外操作。

　　舉個例子：

　　當(dāng)某些內(nèi)存塊 M 經(jīng)過了 3 次垃圾收集的清洗之后還存活時，我們就將內(nèi)存塊 M 劃到一個集合 A 中去，而新分配的內(nèi)存都劃分到集合 B 中去。當(dāng)垃圾收集開始工作時，大多數(shù)情況都只對集合 B 進(jìn)行垃圾回收，而對集合 A 進(jìn)行垃圾回收要隔相當(dāng)長一段時間后才進(jìn)行這就使得垃圾收集機(jī)制需要處理的內(nèi)存少了，效率自然就提高了。在這個過程中，集合 B 中的某些內(nèi)存塊由于存活時間長而會被轉(zhuǎn)移到集合 A 中，當(dāng)然，集合 A 中實(shí)際上也存在一些垃圾，這些垃圾的回收會因?yàn)檫@種分代的機(jī)制而被延遲。

　　內(nèi)存池：

　　Python 的內(nèi)存機(jī)制呈現(xiàn)金字塔形狀，-1，-2 層主要有操作系統(tǒng)進(jìn)行操作；

　　第 0 層是 C 中的 malloc，free 等內(nèi)存分配和釋放函數(shù)進(jìn)行操作；

　　第 1 層和第 2 層是內(nèi)存池，有 Python 的接口函數(shù) PyMem_Malloc函數(shù)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)對象小于 256K 時有該層直接分配內(nèi)存；

　　第 3 層是最上層，也就是我們對 Python 對象的直接操作；Python 在運(yùn)行期間會大量地執(zhí)行 malloc 和 free 的操作，頻繁地在用戶態(tài)和核心態(tài)之間進(jìn)行切換，這將嚴(yán)重影響 Python 的執(zhí)行效率。

　　為了加速 Python 的執(zhí)行效率，Python 引入了一個內(nèi)存池機(jī)制，用于管理對小塊內(nèi)存的申請和釋放。

　　Python 內(nèi)部默認(rèn)的小塊內(nèi)存與大塊內(nèi)存的分界點(diǎn)定在 256 個字節(jié)，當(dāng)申請的內(nèi)存小于 256 字節(jié)時，PyObject_Malloc 會在內(nèi)存池中申請內(nèi)存；當(dāng)申請的內(nèi)存大于 256 字節(jié)時，PyObject_Malloc 的行為將蛻化為 malloc 的行為。當(dāng)然，通過修改 Python 源代碼，我們可以改變這個默認(rèn)值，從而改變 Python 的默認(rèn)內(nèi)存管理行為。

　　四、了解python調(diào)優(yōu)手段

　　1.手動垃圾回收

　　2.調(diào)高垃圾回收閾值

　　3.避免循環(huán)引用（手動解循環(huán)引用和使用弱引用）

到此，關(guān)于“Python開發(fā)的內(nèi)存管理機(jī)制及調(diào)優(yōu)方式”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識，請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬?shí)用的文章！