我们变量章节已经简单提到过了垃圾回收机制(GC)，但很简要，本章来详细描述它的运行原理和过程的
垃圾回收机制(GC)
垃圾回收机制(简称GC)是Python解释器自带一种机制，专门用来回收不可用的变量值所占用的内存空间
程序运行过程中会申请大量的内存空间，会申请内存空间来存放变量的值，而内存的容量是有限的，而对于一些无用的内存空间如果不及时清理的话会导致内存使用殆尽(内存溢出),导致程序崩溃，这就涉及到变量值所占用内存空间的回收问题，当一个变量值没有用了（简称垃圾）就应该将其占用的内存给回收掉，但管理内存是一件重要且繁杂的事情，幸好python解释器自带的垃圾回收机制把程序员从繁杂的内存管理中解放出来
理解GC原理需要储备的知识
堆区与栈区
在定义变量时，变量名与变量值都是需要存储的，分别对应内存中的两块区域：堆区与栈区。
# 1、变量名与值内存地址的关联关系存放于栈区
# 2、变量值存放于堆区，内存管理回收的则是堆区的内容，定义了两个变量x = 10、y = 20，详解如下图,
当我们执行x=y时，内存中的栈区与堆区变化如下
直接引用与间接引用
可能有其他编程经验的小伙伴们都应该知道一个概念，叫做引用数据类型，python由于是弱类型语言，没有基本数据类型和引用数据类型的区分，或者可以说理解为，python全都是引用数据类型，无外乎是直接引用和间接引用的区别
直接引用指的是从栈区出发直接引用到的内存地址，而间接引用指的是从栈区出发引用到堆区后，再通过进一步引用才能到达的内存地址
间接引用，通常出现在容器(例如列表、字典等)上，容器变量直接对应的内存空间里，存放的是具体变量和值的内存地址(不是变量名，若变量名对应内存空间发生改变，并不影响已定义的间接引用)，计算机读取到具体变量和值的内存地址后，在找到具体空间的值，完成引用
l2 = [20, 30] # 列表本身被变量名l2直接引用，包含的元素被列表间接引用
x = 10 # 值10被变量名x直接引用
l1 = [x, l2] # 列表本身被变量名l1直接引用，包含的元素被列表间接引用
垃圾回收机制原理
Python的GC模块主要运用了“引用计数”（reference counting）来跟踪和回收垃圾。在引用计数的基础上，还可以通过“标记-清除”（mark and sweep）解决容器对象可能产生的循环引用的问题，并且通过“分代回收”（generation collection）以空间换取时间的方式来进一步提高垃圾回收的效率
引用计数
引用计数就是：变量值被变量名关联的次数
简单来说，只要能够访问到那个值的方式，都叫引用，都需要计算引用计数
引用计数一旦变为0，其占用的内存地址就应该被解释器的垃圾回收机制回收
# 引用技术 = 直接引用 + 间接引用
x = 10 #直接引用
y = x #直接引用
z = x #直接引用
l1 = [x, l2] #间接引用
l2 = {'a':x,'b':12} #间接引用
# 即引用次数为5引用计数增加
age=18 （此时，变量值18的引用计数为1）
m=age （把age的内存地址给了m，此时，m,age都关联了18，所以变量值18的引用计数为2）引用计数减少
age=10（名字age先与值18解除关联，再与3建立了关联，变量值18的引用计数为1）
del m（del的意思是解除变量名x与变量值18的关联关系，此时，变量18的引用计数为0）标记清除与分代回收
我们首先来看一个案例
# 定义两个列表
l1 = [xxx,] # 列表1被引用一次，列表1的引用计数变为1
l2 = [yyy,] # 列表2被引用一次，列表2的引用计数变为1
# 将列表互相引用添加
l1.append(l2) #l1 = [xxx内存地址,l2内存地址] # 列表1被引用二次，列表1的引用计数变为2
l2.append(l1) #l2 = [yyy内存地址,l1内存地址] # 列表2被引用二次，列表2的引用计数变为2
# 解除变量名与值的关联
# 但内存地址间还有着关联
del l1
del l2然后，由于没有了变量名，两个列表不再被任何其他对象关联，没有任何人可以再引用到它们，所以它俩占用内存空间应该被回收，但由于相互引用的存在，每一个对象的引用计数都不为0，因此这些对象所占用的内存永远不会被释放，所以循环引用是致命的，这与手动进行内存管理所产生的内存泄露毫无区别
Python引入了“标记-清除” 与“分代回收”来分别解决引用计数的循环引用与效率低的问题
标记-清除
标记清除并不是时时刻刻都在运行，他只作用于内存空间不够用的情况，内存空间不够的时候，他会将解释器暂停下来，去扫描栈区，遍历所有的GC Roots对象(栈区中的所有内容或者线程都可以作为GC Roots对象），沿着栈区为出发点进行对堆区的扫描，然后将所有GC Roots的对象可以直接或间接访问到的对象标记为存活的对象，其余的均为非存活对象，应该被清除
启用标记清除算法时，从栈区出发，没有任何一条直接或间接引用可以访达l1与l2，即l1与l2并不存在于栈区，于是l1与l2都没有被标记为存活，二者会被清理掉，这样就解决了循环引用带来的内存泄漏问题。
分代回收
基于引用计数的回收机制，每次回收内存，都需要把所有对象的引用计数都遍历一遍，这是非常消耗时间的，于是引入了分代回收来提高回收效率，分代回收采用的是用“空间换时间”的策略。
分代回收的核心思想是：在历经多次扫描的情况下，都没有被回收的变量，gc机制就会认为，该变量是常用变量，gc对其扫描的频率会降低，具体实现原理如下：
分代指的是根据存活时间来为变量划分不同等级（也就是不同的代）
新定义的变量，放到新生代这个等级中，假设每隔1分钟扫描新生代一次，如果发现变量依然被引用，那么该对象的权重（权重本质就是个整数）加一，当变量的权重大于某个设定得值（假设为3），会将它移动到更高一级的青春代，青春代的gc扫描的频率低于新生代（扫描时间间隔更长），假设5分钟扫描青春代一次，这样每次gc需要扫描的变量的总个数就变少了，节省了扫描的总时间，接下来，青春代中的对象，也会以同样的方式被移动到老年代中。也就是等级（代）越高，被垃圾回收机制扫描的频率越低更高一级的青春代，青春代的gc扫描的频率低于新生代（扫描时间间隔更长），假设5分钟扫描青春代一次，这样每次gc需要扫描的变量的总个数就变少了，节省了扫描的总时间，接下来，青春代中的对象，也会以同样的方式被移动到老年代中。也就是等级（代）越高，被垃圾回收机制扫描的频率越低
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