面试题：Python引用计数与循环引用的处理

Python检测和解决循环引用问题的方式

垃圾回收机制
- 原理：Python自带了垃圾回收（Garbage Collection，GC）模块，采用标记 - 清除（Mark - Sweep）和分代回收（Generational Collection）的算法来处理循环引用。
- 标记 - 清除：
  - 当垃圾回收器启动时，它会暂停程序的执行。
  - 从根对象（如全局变量、栈上的变量等）出发，遍历所有对象，标记所有可达的对象。
  - 所有未被标记的对象就是不可达的对象，这些对象会被回收，从而解决了循环引用导致的内存无法释放问题。
- 分代回收：
  - Python将对象分为不同的代（一般为0代、1代、2代）。新创建的对象在0代。
  - 每次垃圾回收时，如果一个对象在一次垃圾回收中没有被回收，它会被移到更高的代。
  - 不同代的对象有不同的垃圾回收频率，0代最频繁，2代最不频繁。这种方式提高了垃圾回收的效率，因为新创建的对象生命周期短，更有可能很快变成垃圾。
weakref模块：weakref模块提供了一种弱引用机制。弱引用不会增加对象的引用计数。当对象的正常引用计数为0时，即使存在弱引用，对象也会被回收。这可以用于处理一些不想增加对象引用计数但又想引用对象的场景，例如缓存等。例如：

import weakref


class A:
    pass


a = A()
weak_ref = weakref.ref(a)
del a
print(weak_ref() is None)  # 输出True，说明对象a已被回收

在自定义类中避免循环引用造成内存泄漏的方法

避免相互强引用：尽量避免在自定义类的实例之间形成相互的强引用。例如：

class Parent:
    def __init__(self):
        self.child = None


class Child:
    def __init__(self):
        self.parent = None


parent = Parent()
child = Child()
parent.child = child
child.parent = parent  # 这里形成了循环引用

可以通过将其中一个引用改为弱引用避免循环引用，比如：

import weakref


class Parent:
    def __init__(self):
        self.child = None


class Child:
    def __init__(self):
        self.parent = None


parent = Parent()
child = Child()
parent.child = child
child.parent = weakref.ref(parent)  # 将parent引用改为弱引用

使用__del__方法合理清理资源：虽然__del__方法不能完全解决循环引用问题，但在对象被回收时，它可以用于释放一些外部资源（如文件句柄、数据库连接等）。例如：

class ResourceHolder:
    def __init__(self):
        # 模拟打开一个资源，如文件
        self.resource = open('test.txt', 'w')

    def __del__(self):
        self.resource.close()

但要注意，由于循环引用可能导致对象不能及时被回收，__del__方法也可能不能及时执行。所以，避免循环引用仍然是关键。

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面试题：Python引用计数与循环引用的处理

知识考点

面试题答案

Python检测和解决循环引用问题的方式

在自定义类中避免循环引用造成内存泄漏的方法