python垃圾回收机制-详解
说明：垃圾回收机制（Garbage collection 简称 GC），GC系统作用不仅限于垃圾回收，主要负责三个方面：
- 为新生成的对象分配内存
- 识别垃圾对象
- 从垃圾对象那回收内存
一、简述python垃圾回收方法
在Python中，垃圾回收机制主要是以引用计数为主要手段，以标记清除和分代回收机制作为辅助手段实现的。
- 引用计数
- 标记-删除
- 分代收集
二、详述
1、引用计数机制
python中每个东西都是对象，对象的核心是一个结构体：PyObject
typedef struct_object {
int ob_refcnt;
struct_typeobject *ob_type;
} PyObject;
PyObject是每个对象必有的内容，其中ob_refcnt就是做为引用计数。当一个对象有新的引用时，它的ob_refcnt就会增加，当引用它的对象被删除，它的ob_refcnt就会减少
我们来看看引用计数+1的情况有什么：
（1）对象被创建：
这里实际上123这个对象并没有在内存中新建，因为在Python启动解释器的时候会创建一个小整数池，在-5~256之间的整数对象会被自动加载到内存中等待调用。因此a=123是对123这个整数对象增加了一次引用。而456是不在整数池里的，需要创建对象，那么最后的引用次数是2呢？因为sys.getrefcount(b)也是一次引用。
（2）对象被引用：
每一次赋值操作都会增加数据的引用次数，要记住引用的变量a、b、c指向的是数据456，而不是变量本身。
（3）对象作为参数传递到函数中：
这里可以很明显看到在被传递到函数中后，引用计数增加了1。
（4）对象作为元素储存到容器中：
这里我们在创建对象之后，把a分别添加到了一个列表和一个元组中，引用计数都增加了。
引用计数的优点：
- 简单
- 实时性（计数归零，直接回收，释放内存）
引用计数的缺点：
- 维护引用计数消耗资源
- 无法解决循环引用问题
循环引用举例：
list1=[]
list2=[]
list1.append(list2)
list2.append()
说明：list1与list2相互引用，如果不存在其他对象对它们的引用，list1与list2的计数仍为1，所占内存不会被回收，即引用计数机制无法解决循环引用导致的内存泄漏问题。
2、标记-清除
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。
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。
在上图中，可以从程序变量直接访问块1，并且可以间接访问块2和3。程序无法访问块4和5。第一步将标记块1，并记住块2和3以供稍后处理。第二步将标记块2，第三步将标记块3，但不记得块2，因为它已被标记。扫描阶段将忽略块1，2和3，因为它们已被标记，但会回收块4和5。
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：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。
3、分代回收
分代回收是建立在标记清除技术基础之上的，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。
参考A：https://www.cnblogs.com/TM0831/
参考B：https://www.cnblogs.com/TM0831/