上篇说到python里回收机制是以引用计数为主,标记-清除和分代收集两种机制为辅。
1、标记-清除机制
标记-清除机制,顾名思义,首先标记对象(垃圾检测),然后清除垃圾(垃圾回收)。如图1:
图1
首先初始所有对象标记为白色,并确定根节点对象(这些对象是不会被删除),标记它们为黑色(表示对象有效)。将有效对象引用的对象标记为灰色(表示对象可达,
但它们所引用的对象还没检查),检查完灰色对象引用的对象后,将灰色标记为黑色。重复直到不存在灰色节点为止。最后白色结点都是需要清除的对象。
2、回收对象的组织
这里所采用的高级机制作为引用计数的辅助机制,用于解决产生的循环引用问题。而循环引用只会出现在“内部存在可以对其他对象引用的对象”,比如:list,class等。
为了要将这些回收对象组织起来,需要建立一个链表。自然,每个被收集的对象内就需要多提供一些信息,下面代码是回收对象里必然出现的。
/* GC information is stored BEFORE the object structure. */
typedef union _gc_head {
struct {
union _gc_head *gc_next;
union _gc_head *gc_prev;
Py_ssize_t gc_refs;
} gc;
long double dummy; /* force worst-case alignment */
} PyGC_Head;
/* GC information is stored BEFORE the object structure. */
typedef union _gc_head {
struct {
union _gc_head *gc_next;
union _gc_head *gc_prev;
Py_ssize_t gc_refs;
} gc;
long double dummy; /* force worst-case alignment */
} PyGC_Head;
一个对象的实际结构如图2:
图2
通过PyGC_Head的指针将每个回收对象连接起来,形成了一个链表,也就是在1里提到的初始化的所有对象。
3、分代技术
分代技术是一种典型的以空间换时间的技术,这也正是java里的关键技术。这种思想简单点说就是:对象存在时间越长,越可能不是垃圾,应该越少去收集。
这样的思想,可以减少标记-清除机制所带来的额外操作。分代就是将回收对象分成数个代,每个代就是一个链表(集合),代进行标记-清除的时间与代内对象
存活时间成正比例关系。
/*** Global GC state ***/
struct gc_generation {
PyGC_Head head;
int threshold; /* collection threshold */
int count; /* count of allocations or collections of younger
generations */
};//每个代的结构
#define NUM_GENERATIONS 3//代的个数
#define GEN_HEAD(n) (&generations[n].head)
/* linked lists of container objects */
static struct gc_generation generations[NUM_GENERATIONS] = {
/* PyGC_Head, threshold, count */
{{{GEN_HEAD(0), GEN_HEAD(0), 0}}, 700, 0},
{{{GEN_HEAD(1), GEN_HEAD(1), 0}}, 10, 0},
{{{GEN_HEAD(2), GEN_HEAD(2), 0}}, 10, 0},
};
PyGC_Head *_PyGC_generation0 = GEN_HEAD(0);
/*** Global GC state ***/
struct gc_generation {
PyGC_Head head;
int threshold; /* collection threshold */
int count; /* count of allocations or collections of younger
generations */
};//每个代的结构
#define NUM_GENERATIONS 3//代的个数
#define GEN_HEAD(n) (&generations[n].head)
/* linked lists of container objects */
static struct gc_generation generations[NUM_GENERATIONS] = {
/* PyGC_Head, threshold, count */
{{{GEN_HEAD(0), GEN_HEAD(0), 0}}, 700, 0},
{{{GEN_HEAD(1), GEN_HEAD(1), 0}}, 10, 0},
{{{GEN_HEAD(2), GEN_HEAD(2), 0}}, 10, 0},
};
PyGC_Head *_PyGC_generation0 = GEN_HEAD(0);
从上面代码可以看出python里一共有三代,每个代的threshold值表示该代最多容纳对象的个数。默认情况下,当0代超过700,或1,2代超过10,垃圾回收机制将触发。
0代触发将清理所有三代,1代触发会清理1,2代,2代触发后只会清理自己。