面试题：Python中垃圾回收机制的主要方法有哪些

Question

请简述Python垃圾回收机制中的引用计数法和分代回收法的基本原理及工作方式。

Answer 1

引用计数法

1. 基本原理：Python 中的每个对象都有一个引用计数，记录当前对象被引用的次数。当一个对象的引用计数变为 0 时，该对象就可以被垃圾回收。
2. 工作方式：
   • 当创建一个新对象时，它的引用计数初始化为 1。例如 a = 10，对象 10 的引用计数为 1。
   • 当对象被其他变量引用时，引用计数增加。如 b = a，对象 10 的引用计数变为 2。
   • 当对象的引用被删除时，引用计数减少。例如 del a，对象 10 的引用计数减为 1。
   • 当对象的引用计数为 0 时，Python 解释器会立即回收该对象所占用的内存空间。

分代回收法

1. 基本原理：分代回收基于这样一个假设，即存活时间越久的对象，越有可能继续存活下去。Python 将对象根据存活时间划分为不同的代（一般分为 0 代、1 代、2 代），垃圾回收器在回收时，对不同代采用不同的回收频率，新创建的对象在 0 代，经过一定次数垃圾回收仍存活的对象会晋升到更高的代。
2. 工作方式：
   • 对象创建与代的归属：新创建的对象都放在 0 代链表中。
   • 垃圾回收触发：当某一代中的对象数量达到一定阈值时，就会触发针对这一代的垃圾回收。例如 0 代对象数量达到阈值，就开始对 0 代对象进行垃圾回收。
   • 回收过程：垃圾回收器扫描这一代中的所有对象，标记存活的对象，然后回收未标记的对象（即垃圾对象）。在扫描过程中，如果发现 0 代中的对象存活，就将其移动到 1 代链表中；同理，1 代中的对象在经过垃圾回收仍存活会移动到 2 代链表中。2 代是最高代，对象晋升到 2 代后，不会再晋升。而且对较高代的垃圾回收频率低于较低代，因为较高代的对象存活可能性更大。