前言：理解python中變量的定義：抽象理解python中變量的定義過(guò)程

 1、垃圾回收機(jī)制的基本組成：

　　python采用的是以引用計(jì)數(shù)為主，以分代回收和標(biāo)記清除為輔的垃圾回收機(jī)制

2、詳細(xì)分析垃圾回收機(jī)制：

（1）首先是引用計(jì)數(shù)：

　　在python中，每創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，那么python解釋器會(huì)自動(dòng)為其設(shè)置一個(gè)特殊的變量，這個(gè)變量稱為引用計(jì)數(shù)（初始值默認(rèn)是1）。一旦有一個(gè)新變量指向這個(gè)對(duì)象，那么這個(gè)引用計(jì)數(shù)的值就會(huì)加1。如果引用計(jì)數(shù)的值為0。那么python解釋器的內(nèi)存管理系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)回收這個(gè)對(duì)象所占的內(nèi)存空間，刪除掉這個(gè)對(duì)象。

①引用計(jì)數(shù) 1的情況：

• 對(duì)象被創(chuàng)建，例如a = "laoliang"

• 對(duì)象被引用，例如b = a

• 對(duì)象被作為參數(shù)，傳入到一個(gè)函數(shù)中，例如fun(a)

• 對(duì)象作為一個(gè)元素，存儲(chǔ)在容器中，例如data_list=[a,b]

②引用計(jì)數(shù)-1的情況：

• 對(duì)象的別名被顯式銷毀，例如del a

• 對(duì)象的別名被賦予新的對(duì)象，例如a = 24

• 一個(gè)對(duì)象離開(kāi)它的作用域，例如func函數(shù)執(zhí)行完畢時(shí)，func函數(shù)中的局部變量（全局變量不會(huì)）

• 對(duì)象所在的容器被銷毀，或從容器中刪除對(duì)象

③查看一個(gè)對(duì)象的引用計(jì)數(shù)：

import sys
a = "hello laoliang"
sys.getrefcount(a)

注意：查看a對(duì)象的引用計(jì)數(shù)時(shí)，比正常計(jì)數(shù)大1，因?yàn)檎{(diào)用函數(shù)的時(shí)候傳入a，這會(huì)讓a的引用計(jì)數(shù) 1。

（2）既然已經(jīng)有引用計(jì)數(shù)了，那么為什么還要提出分代回收呢？

原因就是引用計(jì)數(shù)沒(méi)辦法解決“循環(huán)引用”的情況。

①“循環(huán)引用”分析：

a = ["laoliang", ]   # 語(yǔ)句1
b = ["laowang", ]    # 語(yǔ)句2
a.append(b)          # 語(yǔ)句3
b.append(a)          # 語(yǔ)句4
# 此時(shí)對(duì)象的值：a = ["laoliang", b]   b = ["laowang", a]
del a                # 語(yǔ)句5
del b                # 語(yǔ)句6
# 執(zhí)行完語(yǔ)句5和語(yǔ)句6是希望同時(shí)刪除掉a對(duì)象和b對(duì)象

分析：

　　執(zhí)行完語(yǔ)句1到語(yǔ)句4之后，會(huì)形成上圖左邊所示的對(duì)象引用關(guān)系。

　　由上圖可知，在執(zhí)行“del a”語(yǔ)句之后，只是刪除了對(duì)象的引用，也就是此時(shí)a變量這個(gè)名字被刪除，也就是此時(shí)對(duì)象[b, "laoliang"]的引用計(jì)數(shù)減1；執(zhí)行"del b"語(yǔ)句也是同樣的情況。

　　此時(shí)對(duì)象[b, "laoliang"]中有一個(gè)引用，指向了[a, "laowang"]，所以此時(shí)[b, "laoliang"]的引用計(jì)數(shù)不為0，所以存在于內(nèi)存中，不真正被刪除。[a, "laowang"]也是一個(gè)道理。但是，此時(shí)，由于顯式指向它們的變量已經(jīng)不存在了，所以也沒(méi)辦法刪除了，就會(huì)導(dǎo)致它們一直存在于內(nèi)存空間中。 這就是循環(huán)引用出現(xiàn)的問(wèn)題。 此時(shí)，單靠引用計(jì)數(shù)沒(méi)辦法解決問(wèn)題。所以便提出了分代回收。

②分代回收：

注意：在分代回收中，如果某對(duì)象的引用計(jì)數(shù)為0，那么它所占的內(nèi)存空間同樣也會(huì)被python解釋器回收。

a、此時(shí)在python中每創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，那么就會(huì)把對(duì)象添加到一個(gè)特殊的“鏈表”中，這個(gè)鏈表稱為"零代鏈表"。每當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象，那么就會(huì)將其添加到零代鏈表中。當(dāng)這個(gè)"零代鏈表"中的對(duì)象個(gè)數(shù)達(dá)到某一個(gè)指定的閥值的時(shí)候，python解釋器就會(huì)對(duì)這個(gè)"零代鏈表"進(jìn)行一次“掃描操作”。這個(gè)“掃描操作”所做的工作是查找鏈表中是否存在循環(huán)引用的對(duì)象，如果在掃描過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)有互相引用的對(duì)象，那么會(huì)讓這些對(duì)象的引用計(jì)數(shù)都減少1。此時(shí)，如果某些對(duì)象引用計(jì)數(shù)變成0，那么就會(huì)被python解釋器回收其所占用的內(nèi)存空間；如果對(duì)象的引用計(jì)數(shù)仍然不為0，那么會(huì)把此時(shí)存活的對(duì)象遷移到“一代鏈表”中。

b、同樣，python解釋器也會(huì)在一定的情況下，也掃描“一代鏈表”，判斷其中是否存在互相引用的對(duì)象。如果存在，那么同樣也是讓這些對(duì)象的引用計(jì)數(shù)都減少1。此時(shí)，如果某些對(duì)象引用計(jì)數(shù)變成0，那么就會(huì)被python解釋器回收其所占用的內(nèi)存空間；如果對(duì)象的引用計(jì)數(shù)仍然不為0，那么會(huì)把此時(shí)存活的對(duì)象遷移到“二代鏈表”中。

c、同樣，python解釋器也會(huì)在一定的情況下，也會(huì)掃描"二代鏈表"，判斷其中是否存在互相引用的對(duì)象。如果存在，那么同樣也是讓這些對(duì)象的引用計(jì)數(shù)都減少1。此時(shí)，如果某些對(duì)象引用計(jì)數(shù)變成0，那么就會(huì)被python解釋器回收其所占用的內(nèi)存空間；如果對(duì)象的引用計(jì)數(shù)仍然不為0，那么會(huì)把此時(shí)存活的對(duì)象遷移到一個(gè)新的特殊的內(nèi)存空間。此時(shí)重新進(jìn)行"零代鏈表 -> 一代鏈表 -> 二代鏈表"的循環(huán)。

這就是python的分代回收機(jī)制。

（3）那么既然已經(jīng)有分代回收了，那么為什么又要提出標(biāo)記-清除呢？

原因就是分代回收沒(méi)辦法解決“誤刪”的情況。

①“誤刪”分析：

a = ["laoliang", ]   # 語(yǔ)句1
b = ["laowang", ]    # 語(yǔ)句2
a.append(b)          # 語(yǔ)句3  
b.append(a)          # 語(yǔ)句4  
# 此時(shí)對(duì)象的值：a = ["laoliang", b]   b = ["laowang", a]。 ["laoliang", b]、["laowang", a]的引用計(jì)數(shù)都為2
del a                # 語(yǔ)句5
# 此時(shí)["laoliang", b]的引用計(jì)數(shù)為1， ["laowang", a]的引用計(jì)數(shù)為2
# 執(zhí)行完語(yǔ)句5只希望刪除a對(duì)象

　　如果按照分代回收的方式來(lái)處理上述語(yǔ)句。那么，python解釋器在執(zhí)行完語(yǔ)句5之后。在一定的情況下進(jìn)行查找循環(huán)引用對(duì)象的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)此時(shí)["laowang", a]對(duì)象和["laoliang", b]對(duì)象存在互相引用的情況。所以此時(shí)就會(huì)讓這兩個(gè)對(duì)象的引用計(jì)數(shù)減1。此時(shí)，["laoliang", b]對(duì)象的引用計(jì)數(shù)為0，所以["laoliang", b]對(duì)象被真正刪除，但是其實(shí)此時(shí)["laowang", a]對(duì)象中是有一個(gè)變量引用原來(lái)的["laoliang", b]對(duì)象的。如果["laoliang", b]對(duì)象被真正刪除的話，那么此時(shí)["laowang", a]對(duì)象中的a變量就沒(méi)有用了，就沒(méi)有辦法訪問(wèn)了。但是其實(shí)我們是希望它有用的，所以這個(gè)時(shí)候就出現(xiàn)“誤刪”的情況了。所以此時(shí)就需要結(jié)合“標(biāo)記-清除”來(lái)解決問(wèn)題了。

②標(biāo)記-清除：

• 此時(shí)同樣是檢測(cè)鏈表中的相互引用的對(duì)象，然后讓它們的引用計(jì)數(shù)減1之后；

• 但是此時(shí)會(huì)將所有的對(duì)象分為兩組：死亡組（death_group）和存活組（survival_group），把引用計(jì)數(shù)為0的對(duì)象添加進(jìn)死亡組，其它的對(duì)象添加進(jìn)存活組；

• 此時(shí)會(huì)對(duì)存活組的對(duì)象進(jìn)行分析，只要對(duì)象存活，那么其內(nèi)部的對(duì)象當(dāng)然也必須存活。如果發(fā)現(xiàn)內(nèi)部對(duì)象死亡，那么就會(huì)想方設(shè)法讓其活過(guò)來(lái)，通過(guò)這樣子就能保證不會(huì)刪錯(cuò)對(duì)象了。

3、綜上所述：