Python 内存管理机制全面分析


Posted in Python onJanuary 16, 2021

内存管理:

概述

在Python中,内存管理涉及到一个包含所有Python对象和数据结构的私有堆(heap). 这个私有堆的管理由内部的Python内存管理器保证。Python内存管理器有不同的组件来处理各种动态存储管理方面的问题,如共享,分割,预分配或缓存。

在最底层,一个原始内存分配器通过与操作系统的内存管理器交互,确保私有堆有足够的空间来存储所有与Python相关的数据。在原始内存分配器的基础上,几个对象特定的分配器在同一个堆上运行,并根据每种对象类型的特点实现不同的内存管理策略。例如,整数对象在堆内的管理方式不同于字符串,元祖,或者字典。因为整数需要不同的存储需求和速度与空间的权衡。因此,Python内存管理器将一些工作分配给对象特定分配器,但确保后者在私有堆的范围内运行。

Python堆内存的管理由解释器来执行,用户对他没有控制权,即使他们经常操作只想堆内存块的对象指针,理解这一点非常重要。Python对象和其他内部缓冲区的堆空间分配是由Python内存管理器按需通过本文档中列出的Python/C API函数进行的。

内存管理机制

Python的内存管理总共分为4层(Layer0-3)

Python 内存管理机制全面分析

第一层Layer1的仅仅是对malloc的简单包装, raw memory,目的是为了兼容各个操作系统,因为不同的操作系统调用malloc的时候可能会有不同的行为结果;第二层Layer2是内存管理机制的核心,其中gc就是在这一层发挥至关重要的作用。第三层,是对象缓冲池,如Python对一些对象的直接操作,包括int,list等

对于可能被经常使用,而且是immutable的对象,如bool类型,元祖类型,小的整数,长度较短的字符串等,Python会缓存在layer3,直接供Python调用,避免频繁的创建和销毁。'

当一个对象逻辑上不被使用了,但并没有被释放,那么就存在内存泄漏,很可能会造成程序效率低下甚至崩溃

Python分配内存的时候又分为大内存和小内存,大内存以256字节为界限,对于大内存使用Malloc进行分配,而对于小内存则使用内存池进行分配,由于小内存的分配和释放是频繁的,因此内存池的使用大大提高了Python的执行效率。

引用计数

在Python中大多数对象的生命周期都是通过引用计数来管理的,引用技术也是一种最直观最简单的垃圾收集技术

每个Python对象都有一个引用计数器,用于记录多少变量指向这个对象,可以通过sys模块的getrefcount查询获得

Python 内存管理机制全面分析

每一个对象都会维护一个引用计数器,当一个对象被引用的时候,它的计数器就+1,当一个对象的引用被销毁的时候,计数器-1,当这个对象的引用计数为0的时候,说明这个对象已经没有使用了,可以被释放,就会被回收,具有实时性。由于引用计数需要维护计数器等额外的操作,为了与引用计数搭配,在内存的分配和释放上获得最高的效率,Python因此设计了大量的内存池机制。

下面这些情况引用计数+1

(1). 对象被创建: a = 4

(2). 引用被复制: y = x

(3). 被作为参数传递给函数: f(x)

(4). 作为容器对象的一个元素: a = [1, x]

下面这些情况引用计数-1

(1). 离开作用域,比如f(x)函数结束的时候,x只想的对象引用减1

(2). 引用被显式地销毁: del x

(3). 对象的一个别名被赋值给其他对象: y = 1

(4). 对象从一个容器对象中移除: l.remove(x)

(5). 容器对象本身被销毁: del l 

Python的内存管理主要以引用计数为主,引用计数机制能释放大部分无用对象,除了第一种情况,循环引用,因为循环引用的对象那个引用计数器永不为0。

循环引用,就是一个对象直接或者间接引用自己本身,导致计数器不为0

以上就是Python 内存管理机制全面分析的详细内容,更多关于python 内存管理机制的资料请关注三水点靠木其它相关文章!

Python 相关文章推荐
python基础教程之类class定义使用方法
Feb 20 Python
分析在Python中何种情况下需要使用断言
Apr 01 Python
django DRF图片路径问题的解决方法
Sep 10 Python
详解Numpy中的广播原则/机制
Sep 20 Python
selenium3+python3环境搭建教程图解
Dec 07 Python
解决pycharm的Python console不能调试当前程序的问题
Jan 20 Python
详解python uiautomator2 watcher的使用方法
Sep 09 Python
python多进程下的生产者和消费者模型
May 07 Python
python中return如何写
Jun 18 Python
python+requests接口自动化框架的实现
Aug 31 Python
Django模型层实现多表关系创建和多表操作
Jul 21 Python
Python实现滑雪小游戏
Sep 25 Python
python des,aes,rsa加解密的实现
Jan 16 #Python
python math模块的基本使用教程
Jan 16 #Python
详解Python模块化编程与装饰器
Jan 16 #Python
删除pycharm鼠标右键快捷键打开项目的操作
Jan 16 #Python
基于pycharm 项目和项目文件命名规则的介绍
Jan 15 #Python
python制作抽奖程序代码详解
Jan 15 #Python
python中PyQuery库用法分享
Jan 15 #Python
You might like
纯php生成随机密码
2015/10/30 PHP
PHP PDOStatement::execute讲解
2019/01/31 PHP
基础的prototype.js常用函数及其用法
2007/03/10 Javascript
js动态给table添加/删除tr的方法
2013/08/02 Javascript
js 使FORM表单的所有元素不可编辑的示例代码
2013/10/17 Javascript
jquery用ajax方式从后台获取json数据后如何将内容填充到下拉列表
2015/08/26 Javascript
jQuery插件实现文字无缝向上滚动效果代码
2016/02/25 Javascript
javascript流程控制语句集合
2017/09/18 Javascript
Node.js爬取豆瓣数据实例分析
2018/03/05 Javascript
深入分析element ScrollBar滚动组件源码
2019/01/22 Javascript
JS使用iView的Dropdown实现一个右键菜单
2019/05/06 Javascript
详解vue中的父子传值双向绑定及数据更新问题
2019/06/13 Javascript
[39:18]完美世界DOTA2联赛PWL S3 Forest vs LBZS 第二场 12.17
2020/12/19 DOTA
[01:11]steam端dota2实名认证操作流程视频
2021/03/11 DOTA
Python随手笔记第一篇(2)之初识列表和元组
2016/01/23 Python
Pycharm学习教程(3) 代码运行调试
2017/05/03 Python
Python处理Excel文件实例代码
2017/06/20 Python
python放大图片和画方格实现算法
2018/03/30 Python
深入浅析python with语句简介
2018/04/11 Python
python 实现dict转json并保存文件
2019/12/05 Python
django model 条件过滤 queryset.filter(**condtions)用法详解
2020/05/20 Python
Python虚拟环境venv用法详解
2020/05/25 Python
TensorFlow固化模型的实现操作
2020/05/26 Python
Django日志及中间件模块应用案例
2020/09/10 Python
北美最大的参茸药食商城:德成行
2020/12/06 全球购物
C#中的验证控件有几种
2014/03/08 面试题
linux面试题参考答案(2)
2015/12/06 面试题
网络工程专业毕业生推荐信
2013/10/28 职场文书
初中美术教学反思
2014/01/29 职场文书
眼镜促销方案
2014/03/15 职场文书
工商管理本科生求职信
2014/07/13 职场文书
超市优秀员工获奖感言
2014/08/15 职场文书
一年级语文上册复习计划
2015/01/17 职场文书
超市啤酒狂欢夜策划方案范文!
2019/07/03 职场文书
JavaScript组合继承详解
2021/11/07 Javascript
Win11任务栏太宽了怎么办?一招解决Win11任务栏太宽问题
2021/11/21 数码科技