python內(nèi)存動態(tài)分配過程詳解
一、前言
大多數(shù)編譯型語言,變量在使用前必須先聲明,其中C語言更加苛刻:變量聲明必須位于代碼塊最開始,且在任何其他語句之前。其他語言,想C++和java,允許“隨時隨地”聲明變量,比如,變量聲明可以在代碼塊的中間,不過仍然必須在變量被使用前聲明變量的名字和類型。
在Python中,無序此類顯式變量聲明語句,變量在第一次被賦值時自動聲明。和其他大多數(shù)語言一樣,變量只有被創(chuàng)建和賦值后才能被使用。
# 變量未聲明 >>> x Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> NameError: name 'x' is not defined #變量一旦被賦值,就可以通過變量名來訪問它 >>> x=1 >>> y="It's wonderful." >>> x 1 >>> y "It's wonderful."
二、動態(tài)類型
Python中不但變量名無需事先聲明,而且也無需類型聲明。在Python語言中,對象的類型和內(nèi)存占用都是運行時確定的。盡管代碼被編譯成字節(jié)碼,Python仍然是一種解釋型語言。在賦值時解釋器會根據(jù)語法和右側(cè)的操作數(shù)來決定新對象的類型。在對象創(chuàng)建后,一個該對象的應用會被賦值給左側(cè)的變量。
三、內(nèi)存分配
作為一個負責任的程序員,我們知道在為變量分配內(nèi)存時,是在借用系統(tǒng)資源,在用完之后,應該釋放借用的系統(tǒng)資源。Python解釋器承擔了內(nèi)存管理的復雜任務(wù),這大大簡化了應用程序的編寫。
3.1 引用計數(shù)
要保持追蹤內(nèi)存中的對象,Python使用了引用計數(shù)這一簡單技術(shù)。也就是說Python內(nèi)部記錄著所有使用中的對象 各有多少引用。一個內(nèi)部跟蹤變量,稱為引用計數(shù)器。每個對象各有多少個引用,簡稱引用計數(shù)。當對象被創(chuàng)建時,就創(chuàng)建了一個引用計數(shù),當這個對象不再需要時,也就是說,這個對象的引用計數(shù)變?yōu)?時,它被垃圾回收。(并不是100%這樣)
3.2 增加引用計數(shù)
當對象被創(chuàng)建并賦值給變量時,該對象的引用計數(shù)就被設(shè)置為1。
當同一個變量又被賦值給其他變量時,或作為參數(shù)傳遞給函數(shù)、方法或類實例,或者被賦值為一個窗口對象的成員時,該對象的一個新的引用,或者稱為別名,就被創(chuàng)建(則該對象的引用計數(shù)就自動加1)。
如下代碼:
>>> x = 3 >>> y = x
語句x=3我們將3賦值給x。x是第一個引用,因此,該對象的引用計數(shù)被設(shè)置為1。語句y=x創(chuàng)建了一個指向同一對象的別名y。事實上并沒有為y創(chuàng)建一個新的對象,而是該對象的引用計數(shù)增加了一次(變成了2)。這是對象引用計數(shù)增加的方式之一。還有一些其他的方式也能增加對象的引用計數(shù),比如該對象作為參數(shù)被函數(shù)調(diào)用或這個對象被加入到某個列表等對象當中。
總之,對象的引用計數(shù)增加是:
- 對象被創(chuàng)建 x = 3
- 另外的別名被創(chuàng)建 y = x
- 作為參數(shù)傳遞給函數(shù) foo(x)
- 成為容器對象的一部分 mylist = [1,2,x,'xyz']
3.3 減少引用計數(shù)
當對象的引用被銷毀時,引用計數(shù)會減小。最明顯的例子就是當引用離開其作用范圍時,這種情況最經(jīng)常出現(xiàn)在函數(shù)運行結(jié)束時,所有的局部變量都被自動銷毀,對象的引用計數(shù)也就隨之減少。
當變量被賦值給另外一個對象時,原對象的引用計數(shù)也會自動減1:
>>> foo = 'xyz' >>> bar = foo >>> foo = 123
當字符串對象“xyz”被創(chuàng)建并賦值給foo時,它的引用計數(shù)是1。當增加一個別名bar時,引用計數(shù)變成了2。不過當foo被重新賦值給整型對象123時,xyz對象的引用計數(shù)自動減1,又重新變成了1。
其他造成對象引用計數(shù)減少的方式包括使用del語句刪除一個變量,或者當一個對象被移出一個窗口對象時。
對象引用計數(shù)減少的情況:
- 一個本地引用離開了其作用的范圍。比如foo() 函數(shù)結(jié)束時。
- 對象別名被顯式銷毀 del y
- 對象的一個別名被賦值給其他對象 x = 123
- 對象被從一個窗口對象中移除 mylist.remove(x)
- 窗口對象本身被銷毀 del mylist
四、垃圾收集
不再使用的內(nèi)存會被一種稱為垃圾收集的機制釋放。像上面說的,雖然解釋器跟蹤對象的引用計數(shù),但垃圾收集器負責釋放內(nèi)存。垃圾收集器是一塊獨立代碼,它用來尋找計數(shù)為0的對象。它也負責檢查那些雖然引用計數(shù)大于0但也應該被銷毀的對象。特定情形會導致循環(huán)引用。
以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
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