复盘：Python内存管理&垃圾回收原理

提示：系列被面试官问的问题，我自己当时不会，所以下来自己复盘一下，认真学习和总结，以应对未来更多的可能性

关于互联网大厂的笔试面试，都是需要细心准备的
（1）自己的科研经历，科研内容，学习的相关领域知识，要熟悉熟透了
（2）自己的实习经历，做了什么内容，学习的领域知识，要熟悉熟透了
（3）除了科研，实习之外，平时自己关注的前沿知识，也不要落下，仔细了解，面试官很在乎你是否喜欢追进新科技，跟进创新概念和技术
（4）准备数据结构与算法，有笔试的大厂，第一关就是手撕代码做算法题
面试中，实际上，你准备数据结构与算法时以备不时之需，有足够的信心面对面试官可能问的算法题，很多情况下你的科研经历和实习经历足够跟面试官聊了，就不需要考你算法了。但很多大厂就会面试问你算法题，因此不论为了笔试面试，数据结构与算法必须熟悉熟透了
秋招提前批好多大厂不考笔试，直接面试，能否免笔试去面试，那就看你简历实力有多强了。

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文章目录

• 复盘：Python内存管理&垃圾回收原理
• • @[TOC](文章目录)
• Python内存管理&垃圾回收原理
• 神奇的狗链：环状双向链表
• • 其他的数据类型怎么封装
• 引用计数器
• 循环引用的问题
• python的标记机制：解决循环引用的不足产生的问题
• python的分代回收：规定新技术，将可能存在循环引用的链表分成了3个链表
• python缓存机制
• • 池：避免重复的创建和销毁一些常见的对象，那就在内存维护一个池，备胎，今后再用的话，揪住直接用
  • free_list机制：当你引用计数器ob_refcnt=0时，按理说该回收垃圾，但是python内部不会真的回收，而是将它加入free_list
• 上面的源码怎么玩？c语言实现python是这样的
• 总结

Python内存管理&垃圾回收原理

不够深入？面试官会继续追问的

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神奇的狗链：环状双向链表

在python中的对象
都会放在refchain链表中

name='Alex'
boy = '老男孩'
age = 18
hobby = ['a','b']

python在创建对象时：每个数据都会干下面这些事情：

name=‘Alex’
内部会创建一个last指针，next指针，方便加入refchain
创建数据类型
创建引用的个数

开辟内存之后
ptr=name，这时候ptr直接指向同一块内存，叫引用

差异是：
age=18，还需要val=18

list的话，列表就还要创建items=元素
还要元素个数size，len

c语言源码中，是下面这么实现的？？

puObject结构体，内部封装了四个值
last指针，next指针，引用计数和类型

对于list，还要一个ob_size，就是元素的个数

其他的数据类型怎么封装

data = 3.14
float

基础那些成员变量
再加ob_favl

实际就是

int

再如

引用计数器

基于上面那些东西来实现引用计数器

v1 = 3.14
v2 = 999
v3 = (1,2,3)

python程序运行时，根据数据类型，找到不同结构体，根据结构体来创建相关的数据
然后将对象添加到的refchain双向链表中

c源码中，有俩关键的结构体：PyObject,PyVarObject
多个元素就是Var实现的

每个对象都有ob_refcnt就是引用计数器，默认为1
当有其他变量引用这个对象时，引用计数器发生变化

a = 999
b = a

b的ob_refcnt=2

当删除引用

del b

b变量干掉，同时b对象的引用计数器变1

del a

a变量干掉，同时a对象的引用计数器变0

b指向a的

当引用计数器ob_refcnt=0，说明没人用它了，它就是垃圾！！！！！！！

那就回收对象 —— 干俩建时
（1）移除链表refchain中的a对象
（2）销毁对象的内存，将内存归还给操作系统

实际上呢，也不是真的销毁，而是将其缓存起来，做别的事情

现在当做删除吧

举例，创建对象时，开始引用了，ob_refcnt=1，然后不断++

删除呢？

那就删除呗

它有个bug！！！

循环引用的问题

比如

今后不再使用v1，v2

如果这些代码太多，内存慢慢慢慢滴满了，炸了就行

最后你的电脑卡死，但是重启就哦了，骚得很！！！！！！！！！

所以，python的内部，引入标记机制

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python的标记机制：解决循环引用的不足产生的问题

在python的底层再去维护一个链表，空间换时间

放啥呢？

放那些可能存在循环引用的对象。

那即是那些可变对象，list，dict，tuple，set，可以改变的对象
就会再维护一个链表

在python内部，在某种情况下，会扫描右边这个链表的每个元素，
如果存在循环引用，则让双方的引用计数器，都各自-1
如果cnt=0，就该删了，当垃圾回收

相当于提前让他们从上面那个缺陷的1–变化为0，彻底回收

问题：啥时候扫描呢？？？？？？？
而且每次扫描的话，时间复杂老高了，耗费时间，这个要优化的

python的分代回收：规定新技术，将可能存在循环引用的链表分成了3个链表

分别叫做：0代，1代，2代

0代：0代中的对象个数达到700个，0代扫描1次
1代：0代扫描了10次，则1代扫描1次
2代：1代扫描了10次，则2代扫描1次

咋做?
0代扫描时：不是垃圾的对象，将他们全部升级放到1代，0代里面没有数据了
同理，1代升级到2代也是

懂了吧？

小结：

python内部还会继续优化源码！！！！
之所以大佬们考手撕代码，目的就是这么干的

python缓存机制

分为2大类：池，

池：避免重复的创建和销毁一些常见的对象，那就在内存维护一个池，备胎，今后再用的话，揪住直接用

v1 = 7
v2 = 9

python内部启动解释器，实际上python会提前先创建：
-5----257

这样的话，你上面那代码，不会真的创建，而是直接获取缓存区里面的东西，美滋滋

懂？

v4 = 999

这些对象时真的要创建
他们的id（）

因此呢，最开始ob_refcnt=1
你再创建就相当于初始化为2，你以为是1，所以不会销毁哦

free_list机制：当你引用计数器ob_refcnt=0时，按理说该回收垃圾，但是python内部不会真的回收，而是将它加入free_list

当做缓存使用

今后啊，你再创建内存时，不要新开辟内存了
而是直接使用free_list

v1 = 3.14

del = v1

先创建，但是del的话，不会真的销毁哦
把v1放入free_list中

下次你要是再

v9 = 9.999

实际上v9指向了谁？v1,把val改为9.999

懂？？刺激对吧

缓存池满了，那真的就销毁，销毁谁？最久未被使用那个对象：LRU

这就是数据结构与算法了
牛逼的

元组很特殊
外围是free_list
19个索引

但是每个索引都是一个元组，内部是可以放2000个节点
内部放0个元素，1个元素，2个元素…

根据元组中元素的个数不同，来索引下标

字符串也不同

字符串驻留机制，字母，数字，下划线，长度不超20

上面就是常见的缓存机制

上面的源码怎么玩？c语言实现python是这样的

细节请看：

https://pythonav.com/wiki/detail/6/88/

当年就是一个博士生，自己绝c和c++写起来太烦人

就开发了python语言

就是通过上面的代码实现的python

从此你才能轻松简单滴用python了

够牛吧？

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总结

提示：重要经验：

1）计数器加三代回收机制
3）笔试求AC，可以不考虑空间复杂度，但是面试既要考虑时间复杂度最优，也要考虑空间复杂度最优。