python內(nèi)存動態(tài)分配過程詳解

一、前言

大多數(shù)編譯型語言，變量在使用前必須先聲明，其中C語言更加苛刻：變量聲明必須位于代碼塊最開始，且在任何其他語句之前。其他語言，想C++和java,允許“隨時隨地”聲明變量，比如，變量聲明可以在代碼塊的中間，不過仍然必須在變量被使用前聲明變量的名字和類型。

在Python中，無序此類顯式變量聲明語句，變量在第一次被賦值時自動聲明。和其他大多數(shù)語言一樣，變量只有被創(chuàng)建和賦值后才能被使用。

# 變量未聲明
>>> x
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'x' is not defined

#變量一旦被賦值，就可以通過變量名來訪問它

>>> x=1
>>> y="It's wonderful."
>>> x
1
>>> y
"It's wonderful."

二、動態(tài)類型

Python中不但變量名無需事先聲明，而且也無需類型聲明。在Python語言中，對象的類型和內(nèi)存占用都是運行時確定的。盡管代碼被編譯成字節(jié)碼，Python仍然是一種解釋型語言。在賦值時解釋器會根據(jù)語法和右側(cè)的操作數(shù)來決定新對象的類型。在對象創(chuàng)建后，一個該對象的應用會被賦值給左側(cè)的變量。

三、內(nèi)存分配

作為一個負責任的程序員，我們知道在為變量分配內(nèi)存時，是在借用系統(tǒng)資源，在用完之后，應該釋放借用的系統(tǒng)資源。Python解釋器承擔了內(nèi)存管理的復雜任務，這大大簡化了應用程序的編寫。

3.1 引用計數(shù)

要保持追蹤內(nèi)存中的對象，Python使用了引用計數(shù)這一簡單技術(shù)。也就是說Python內(nèi)部記錄著所有使用中的對象 各有多少引用。一個內(nèi)部跟蹤變量，稱為引用計數(shù)器。每個對象各有多少個引用，簡稱引用計數(shù)。當對象被創(chuàng)建時，就創(chuàng)建了一個引用計數(shù)，當這個對象不再需要時，也就是說，這個對象的引用計數(shù)變?yōu)?時，它被垃圾回收。（并不是100%這樣）

3.2 增加引用計數(shù)

當對象被創(chuàng)建并賦值給變量時，該對象的引用計數(shù)就被設置為1。

　當同一個變量又被賦值給其他變量時，或作為參數(shù)傳遞給函數(shù)、方法或類實例，或者被賦值為一個窗口對象的成員時，該對象的一個新的引用，或者稱為別名，就被創(chuàng)建（則該對象的引用計數(shù)就自動加1）。

如下代碼：　　

>>> x = 3
>>> y = x

語句x=3我們將3賦值給x。x是第一個引用，因此，該對象的引用計數(shù)被設置為1。語句y=x創(chuàng)建了一個指向同一對象的別名y。事實上并沒有為y創(chuàng)建一個新的對象，而是該對象的引用計數(shù)增加了一次（變成了2）。這是對象引用計數(shù)增加的方式之一。還有一些其他的方式也能增加對象的引用計數(shù)，比如該對象作為參數(shù)被函數(shù)調(diào)用或這個對象被加入到某個列表等對象當中。

總之，對象的引用計數(shù)增加是：

• 對象被創(chuàng)建  x = 3
• 另外的別名被創(chuàng)建  y = x
• 作為參數(shù)傳遞給函數(shù)  foo(x)
• 成為容器對象的一部分  mylist = [1,2,x,'xyz']

3.3 減少引用計數(shù)

當對象的引用被銷毀時，引用計數(shù)會減小。最明顯的例子就是當引用離開其作用范圍時，這種情況最經(jīng)常出現(xiàn)在函數(shù)運行結(jié)束時，所有的局部變量都被自動銷毀，對象的引用計數(shù)也就隨之減少。

當變量被賦值給另外一個對象時，原對象的引用計數(shù)也會自動減1:

 >>> foo = 'xyz'
 >>> bar = foo
 >>> foo = 123

當字符串對象“xyz”被創(chuàng)建并賦值給foo時，它的引用計數(shù)是1。當增加一個別名bar時，引用計數(shù)變成了2。不過當foo被重新賦值給整型對象123時，xyz對象的引用計數(shù)自動減1，又重新變成了1。

其他造成對象引用計數(shù)減少的方式包括使用del語句刪除一個變量，或者當一個對象被移出一個窗口對象時。

對象引用計數(shù)減少的情況：

• 一個本地引用離開了其作用的范圍。比如foo() 函數(shù)結(jié)束時。
• 對象別名被顯式銷毀  del y
• 對象的一個別名被賦值給其他對象  x = 123
• 對象被從一個窗口對象中移除  mylist.remove(x)
• 窗口對象本身被銷毀  del mylist

四、垃圾收集

不再使用的內(nèi)存會被一種稱為垃圾收集的機制釋放。像上面說的，雖然解釋器跟蹤對象的引用計數(shù)，但垃圾收集器負責釋放內(nèi)存。垃圾收集器是一塊獨立代碼，它用來尋找計數(shù)為0的對象。它也負責檢查那些雖然引用計數(shù)大于0但也應該被銷毀的對象。特定情形會導致循環(huán)引用。

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持億速云。