位置: 编程技术 - 正文

Python深入06——python的内存管理详解(深入python3)

编辑:rootadmin

推荐整理分享Python深入06——python的内存管理详解(深入python3),希望有所帮助,仅作参考,欢迎阅读内容。

文章相关热门搜索词:深入浅出python,python深入浅出 pdf,python deep,python深入浅出 pdf,深入python3,深入理解python,python深度,python深入浅出,内容如对您有帮助,希望把文章链接给更多的朋友!

语言的内存管理是语言设计的一个重要方面。它是决定语言性能的重要因素。无论是C语言的手工管理,还是Java的垃圾回收,都成为语言最重要的特征。这里以Python语言为例子,说明一门动态类型的、面向对象的语言的内存管理方式。

对象的内存使用

赋值语句是语言最常见的功能了。但即使是最简单的赋值语句,也可以很有内涵。Python的赋值语句就很值得研究。

整数1为一个对象。而a是一个引用。利用赋值语句,引用a指向对象1。Python是动态类型的语言(参考动态类型),对象与引用分离。Python像使用“筷子”那样,通过引用来接触和翻动真正的食物——对象。

引用和对象

为了探索对象在内存的存储,我们可以求助于Python的内置函数id()。它用于返回对象的身份(identity)。其实,这里所谓的身份,就是该对象的内存地址。

在我的计算机上,它们返回的是:

'0xab9c'

分别为内存地址的十进制和十六进制表示。

在Python中,整数和短小的字符,Python都会缓存这些对象,以便重复使用。当我们创建多个等于1的引用时,实际上是让所有这些引用指向同一个对象。

上面程序返回

可见a和b实际上是指向同一个对象的两个引用。

为了检验两个引用指向同一个对象,我们可以用is关键字。is用于判断两个引用所指的对象是否相同。

上面的注释为相应的运行结果。可以看到,由于Python缓存了整数和短字符串,因此每个对象只存有一份。比如,所有整数1的引用都指向同一对象。即使使用赋值语句,也只是创造了新的引用,而不是对象本身。长的字符串和其它对象可以有多个相同的对象,可以使用赋值语句创建出新的对象。

在Python中,每个对象都有存有指向该对象的引用总数,即引用计数(reference count)。

我们可以使用sys包中的getrefcount(),来查看某个对象的引用计数。需要注意的是,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。

由于上述原因,两个getrefcount将返回2和3,而不是期望的1和2。

对象引用对象

Python的一个容器对象(container),比如表、词典等,可以包含多个对象。实际上,容器对象中包含的并不是元素对象本身,是指向各个元素对象的引用。

我们也可以自定义一个对象,并引用其它对象:

可以看到,a引用了对象b。

对象引用对象,是Python最基本的构成方式。即使是a = 1这一赋值方式,实际上是让词典的一个键值"a"的元素引用整数对象1。该词典对象用于记录所有的全局引用。该词典引用了整数对象1。我们可以通过内置函数globals()来查看该词典。

当一个对象A被另一个对象B引用时,A的引用计数将增加1。

由于对象b引用了两次a,a的引用计数增加了2。

容器对象的引用可能构成很复杂的拓扑结构。我们可以用objgraph包来绘制其引用关系,比如

objgraph是Python的一个第三方包。安装之前需要安装xdot。

Python深入06——python的内存管理详解(深入python3)

两个对象可能相互引用,从而构成所谓的引用环(reference cycle)。

即使是一个对象,只需要自己引用自己,也能构成引用环。

引用环会给垃圾回收机制带来很大的麻烦,我将在后面详细叙述这一点。

引用减少

某个对象的引用计数可能减少。比如,可以使用del关键字删除某个引用:

del也可以用于删除容器元素中的元素,比如:

如果某个引用指向对象A,当这个引用被重新定向到某个其他对象B时,对象A的引用计数减少:

垃圾回收

吃太多,总会变胖,Python也是这样。当Python中的对象越来越多,它们将占据越来越大的内存。不过你不用太担心Python的体形,它会乖巧的在适当的时候“减肥”,启动垃圾回收(garbage collection),将没用的对象清除。在许多语言中都有垃圾回收机制,比如Java和Ruby。尽管最终目的都是塑造苗条的提醒,但不同语言的减肥方案有很大的差异 (这一点可以对比本文和Java内存管理与垃圾回收)。

从基本原理上,当Python的某个对象的引用计数降为0时,说明没有任何引用指向该对象,该对象就成为要被回收的垃圾了。比如某个新建对象,它被分配给某个引用,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。比如下面的表:

del a后,已经没有任何引用指向之前建立的[1, 2, 3]这个表。用户不可能通过任何方式接触或者动用这个对象。这个对象如果继续待在内存里,就成了不健康的脂肪。当垃圾回收启动时,Python扫描到这个引用计数为0的对象,就将它所占据的内存清空。

然而,减肥是个昂贵而费力的事情。垃圾回收时,Python不能进行其它的任务。频繁的垃圾回收将大大降低Python的工作效率。如果内存中的对象不多,就没有必要总启动垃圾回收。所以,Python只会在特定条件下,自动启动垃圾回收。当Python运行时,会记录其中分配对象(object allocation)和取消分配对象(object deallocation)的次数。当两者的差值高于某个阈值时,垃圾回收才会启动。

我们可以通过gc模块的get_threshold()方法,查看该阈值:

返回(, , ),后面的两个是与分代回收相关的阈值,后面可以看到。即是垃圾回收启动的阈值。可以通过gc中的set_threshold()方法重新设置。

我们也可以手动启动垃圾回收,即使用gc.collect()。

分代回收

Python同时采用了分代(generation)回收的策略。这一策略的基本假设是,存活时间越久的对象,越不可能在后面的程序中变成垃圾。我们的程序往往会产生大量的对象,许多对象很快产生和消失,但也有一些对象长期被使用。出于信任和效率,对于这样一些“长寿”对象,我们相信它们的用处,所以减少在垃圾回收中扫描它们的频率。

Python将所有的对象分为0,1,2三代。所有的新建对象都是0代对象。当某一代对象经历过垃圾回收,依然存活,那么它就被归入下一代对象。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,那么就启动对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。

这两个次数即上面get_threshold()返回的(, , )返回的两个。也就是说,每次0代垃圾回收,会配合1次1代的垃圾回收;而每次1代的垃圾回收,才会有1次的2代垃圾回收。

同样可以用set_threshold()来调整,比如对2代对象进行更频繁的扫描。

孤立的引用环

引用环的存在会给上面的垃圾回收机制带来很大的困难。这些引用环可能构成无法使用,但引用计数不为0的一些对象。

上面我们先创建了两个表对象,并引用对方,构成一个引用环。删除了a,b引用之后,这两个对象不可能再从程序中调用,就没有什么用处了。但是由于引用环的存在,这两个对象的引用计数都没有降到0,不会被垃圾回收。

孤立的引用环

为了回收这样的引用环,Python复制每个对象的引用计数,可以记为gc_ref。假设,每个对象i,该计数为gc_ref_i。Python会遍历所有的对象i。对于每个对象i引用的对象j,将相应的gc_ref_j减1。

遍历后的结果

在结束遍历后,gc_ref不为0的对象,和这些对象引用的对象,以及继续更下游引用的对象,需要被保留。而其它的对象则被垃圾回收。

总结

Python作为一种动态类型的语言,其对象和引用分离。这与曾经的面向过程语言有很大的区别。为了有效的释放内存,Python内置了垃圾回收的支持。Python采取了一种相对简单的垃圾回收机制,即引用计数,并因此需要解决孤立引用环的问题。

Python与其它语言既有共通性,又有特别的地方。对该内存管理机制的理解,是提高Python性能的重要一步。

标签: 深入python3

本文链接地址:https://www.jiuchutong.com/biancheng/382418.html 转载请保留说明!

上一篇:Python制作钉钉加密/解密工具(python 钉钉打卡定位)

下一篇:利用 Monkey 命令操作屏幕快速滑动(monkey命令大全)

  • 个人普通发票多少钱
  • 盈余公积转增资本会影响所有者权益吗
  • 运输合同印花税税率
  • 纳税人与负税人一致的是
  • 买车哪些费用不该交
  • 没有参加会计继续教育会怎样
  • 出纳发票不见了可以用微信转账记录记账吗
  • 企业年度财务报表主要包括
  • 增值税是否计入固定资产成本
  • 行政单位应缴预算款的管理原则
  • 租房免租是什么意思
  • 购买工程款计入什么科目
  • 借款可以转注资款吗
  • 税控盘抵减增值税需要结转吗
  • 支付税点怎么做账
  • 管理费用中的五项费用
  • 个人企业属于什么部门管理
  • 企业所得税逾期未申报怎么补申报
  • 国税电子钥匙常见问题解答
  • 代收款项属于收入范围吗
  • 电子银行承兑汇票如何贴现
  • 以前年度利润和当年净利润
  • 财务费用中的利息收入指什么
  • 小规模纳税人的增值税计入成本吗
  • 公积金提取条件
  • 印花税资金账簿税率
  • 分公司应收款转总公司会计分录?
  • 店铺员工证费用计入什么科目?
  • 有限责任公司注册要求
  • 滴滴公司的员工打车要钱吗
  • windows11 微软
  • 华为如何定时关机
  • Apache+php+mysql在windows下的安装与配置图解(最新版)
  • 对公账户转库存现金对方科目怎么填
  • cpqa1000.exe是安全进程吗 cpqa1000进程有什么作用
  • php抓取网页内容转换成json
  • PHP:pcntl_wifstopped()的用法_PCNTL函数
  • 拱门国家公园景点
  • 金融企业允许税前扣除的准备金
  • php常用数组函数和用法
  • 该税号缺少必要信息
  • phptoken验证原理
  • thinkphp教程
  • 购买土地缴纳契税
  • 权重函数公式
  • 小规模纳税人记账需要哪些账本
  • 中科院t1
  • /f命令
  • 收付实现制与权责发生制的例题
  • 无产权证房屋转让需要公证吗
  • 车间办公用品费用
  • 电商行业退货退款流程
  • 增值税发票是记账联还是抵扣联
  • 房产税如何申请减免
  • 财务报表没申报怎么操作呢
  • 小规模纳税人固定资产原值含税吗
  • 进项税和销项税月末怎么结转
  • 出售无形资产取得的收入计入什么科目
  • 购买商品发生的费用计入
  • 金蝶银行存款日记账
  • 建筑业营改增后,人工费不存在可抵扣
  • 企业支付宝问题解决
  • Windows Server 2008下的网络排错
  • Windows Server 2008下共享资源访问走捷径
  • 联想昭阳k41笔记本
  • ikeeperpab.exe是什么
  • linux中的文件
  • linux进程管理实验总结
  • 查看linux的命令
  • windows7开机显示错误恢复进不去
  • windows重大更新
  • win8系统咋样
  • shell脚本中的数组
  • android launchers
  • linux 环境 mysql写入中文报错
  • 设置ip安全策略
  • js传参是什么意思
  • jsp中img标签
  • 成都税务局网上办事大厅
  • 下载国税网上办税服务厅
  • 免责声明:网站部分图片文字素材来源于网络,如有侵权,请及时告知,我们会第一时间删除,谢谢! 邮箱:opceo@qq.com

    鄂ICP备2023003026号

    网站地图: 企业信息 工商信息 财税知识 网络常识 编程技术

    友情链接: 武汉网站建设