什么是垃圾回收机制（超详细）

Posted 2023-03-31 我喝牛奶长大

垃圾回收机制

        1.垃圾回收机制（Garbage Collction）简称GC，是javascript中使用的内存管理系统的基本组部分，是为了防止内存泄漏

        2.JavaScript是在创建变量（对象、字符串等）时自动进行了分配内存，并且在不使用他们时“自动释放。”

        3.内存在不适用的时候就被垃圾回收器自动回收

内存的生命周期

        JS环境中分配的内存，一般有如下生命周期：

        1.内存分配：当我们声明变量、函数、对象的时候，系统会自动为他们分配内存

        2.内存使用：即读写内存，也就是使用变量、函数等

        3.内存回收：使用完毕，由垃圾回收自动回收不再使用的内存

垃圾回收的算法说明

        所谓垃圾回收，核心思想就是如何判断内存是否已经不再会被使用了，如果是，就视为垃圾给释放掉

        下面介绍两种常见的浏览器垃圾回收算法：引用计数法和标记清除法

        1.引用计数

        IE采用的引用计数算法，定义“内存不再使用”的标准很简单，就是看一个对象是否有指向它的引用

        算法

        1.跟踪记录每个值被引用的次数。

        2.如果这个值被引用了一次，那么就会被记录一次。

        3.多次引用会累加。

        4.如果减少一个引用就减1。

        5.如果引用次数是0，则释放内存。

        缺点：循环引用

        如果两个对象对象互相引用，尽管他们已不再使用，垃圾回收器不会进行回收，导致内存泄漏。

        2.标记清除法

        现代的浏览器已经不再使用引用计数法了

        现代浏览通用的大多是基于标记清除算法的某些改进算法，总体思想都是一致的

        核心：

        1.标记清除算法将“不再使用的对象”定义为“无法达到的对象”。

        2.标记：就是从根部（在js中就是全局对象）出发定时扫描内存中的对象。凡是能从根部到达的对象，都是还需要使用的。

        3.回收：那些无法由根部出发触及到的对象被标记为不再使用。

        

 

Python 垃圾回收机制详细

目录

• 引用计数
• 标记清楚
• 分代回收

引用计数

• Python语言默认采用的垃圾收集机制是『引用计数法 Reference Counting』，该算法最早George E. Collins在1960的时候首次提出，50年后的今天，该算法依然被很多编程语言使用。

• 『引用计数法』的原理是：每个对象维护一个ob_ref字段，用来记录该对象当前被引用的次数，每当新的引用指向该对象时，它的引用计数ob_ref加1，每当该对象的引用失效时计数ob_ref减1，一旦对象的引用计数为0，该对象立即被回收，对象占用的内存空间将被释放

• 缺点：它的缺点是需要额外的空间维护引用计数，这个问题是其次的，不过最主要的问题是它不能解决对象的“循环引用”，因此，也有很多语言比如Java并没有采用该算法做来垃圾的收集机制。

import sys
class A():
    def __init__(self):
        \'\'\'初始化对象\'\'\'
        print(\'object born id:%s\' %str(hex(id(self))))
        
    def f1():
    \'\'\'循环引用\'\'\'
    while True:
        c1=A()
        c2=A()
        c1.t=c2
        c2.t=c1
        del c1
        del c2

• 实例化c1，c2后，这两个对象的引用计数都是1，执行c1.t=c2和c2.t=c1后，引用计数变成2.
• 在del c1后，内存c1的对象的引用计数变为1，由于不是为0，所以c1的对象不会被销毁,同理，在del c2后也是一样的。
• 虽然它们两个的对象都是可以被销毁的，但是由于循环引用，导致垃圾回收器都不会回收它们，所以就会导致内存泄露。

标记清楚

标记清除（Mark—Sweep）』算法是一种基于追踪回收（tracing GC）技术实现的垃圾回收算法。它分为两个阶段：第一阶段是标记阶段，GC会把所有的『活动对象』打上标记，第二阶段是把那些没有标记的对象『非活动对象』进行回收。那么GC又是如何判断哪些是活动对象哪些是非活动对象的呢？

对象之间通过引用（指针）连在一起，构成一个有向图，对象构成这个有向图的节点，而引用关系构成这个有向图的边。从根对象（root object）出发，沿着有向边遍历对象，可达的（reachable）对象标记为活动对象，不可达的对象就是要被清除的非活动对象。根对象就是全局变量、调用栈、寄存器。 mark-sweepg 在上图中，我们把小黑圈视为全局变量，也就是把它作为root object，从小黑圈出发，对象1可直达，那么它将被标记，对象2、3可间接到达也会被标记，而4和5不可达，那么1、2、3就是活动对象，4和5是非活动对象会被GC回收。

标记清除算法作为 Python 的辅助垃圾收集技术主要处理的是一些容器对象，比如 list、dict、tuple，instance 等，因为对于字符串、数值对象是不可能造成循环引用问题。Python使用一个双向链表将这些容器对象组织起来。不过，这种简单粗暴的标记清除算法也有明显的缺点

• 缺点：清除非活动的对象前它必须顺序扫描整个堆内存，哪怕只剩下小部分活动对象也要扫描所有对象

分代回收

• 分代回收是一种以空间换时间的操作方式，Python 将内存根据对象的存活时间划分为不同的集合，每个集合称为一个代，Python将内存分为了3“代”，分别为年轻代（第0代）、中年代（第1代）、老年代（第2代），他们对应的是3个链表，它们的垃圾收集频率与对象的存活时间的增大而减小。
• 新创建的对象都会分配在年轻代，年轻代链表的总数达到上限时，Python垃圾收集机制就会被触发，把那些可以被回收的对象回收掉，而那些不会回收的对象就会被移到中年代去，依此类推，老年代中的对象是存活时间最久的对象，甚至是存活于整个系统的生命周期内。
• 同时，分代回收是建立在标记清除技术基础之上。分代回收同样作为Python的辅助垃圾收集技术处理那些容器对象