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Python垃圾回收是怎么实现的

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Python的垃圾回收采用的是自动引用计数方式，但是引用计数会存在循环引用的问题，为了解决循环引用的问题，Python提供了一种“标记-清除”的垃圾回收机制。

引用计数

Python中的每个对象都有一个引用计数器，用于记录对象被引用的次数。当对象的引用计数为0时，它便可被垃圾回收。

举个例子：

a = 'foo'
b = a
del a

以上代码中，当a的引用计数变为0时，垃圾回收机制就会将其回收。

但是，当存在循环引用时，引用计数会出现问题：

class Node(object):

    def __init__(self, value=None):
        self.value = value
        self._next = None

    @property
    def next(self):
        return self._next

    @next.setter
    def next(self, node):
        self._next = node

a = Node(1)
b = Node(2)
a.next = b
b.next = a

该代码中，a和b对象彼此引用，导致它们的引用计数为不为0，进而导致无法被垃圾回收。

标记-清除

“标记-清除”机制是Python解决循环引用问题的一种方式。

首先，Python在内存中给每个对象分配一个标记。当垃圾回收机制触发时，Python会从根对象（如全局对象、局部对象）开始遍历，标记所有可以访问到的对象。标记完成后，Python将扫描所有对象，将未被标记的对象删除，从而清除无用对象。

举个例子：

class Node(object):

    def __init__(self, value=None):
        self.value = value
        self._next = None

    @property
    def next(self):
        return self._next

    @next.setter
    def next(self, node):
        self._next = node

a = Node(1)
b = Node(2)
a.next = b
b.next = a

# 这里手动清除a和b对象
a.next = None
b.next = None

import gc
gc.collect() # 手动触发垃圾回收

以上代码中，手动清除了a和b对象之间的引用关系，使它们的引用计数变为0。接着使用gc.collect()手动触发垃圾回收。gc的执行结果：

gc: collectable <Node 0x104957320>
gc: collectable <Node 0x10495f908>
gc: freeing <Node 0x104957320>
gc: freeing <Node 0x10495f908>

可以看到，垃圾回收机制清除了无用的循环引用对象。

总结：Python垃圾回收主要采用自动引用计数和“标记-清除”机制。其中自动引用计数机制用于回收引用计数为0的对象，而“标记-清除”机制则用于回收循环引用对象。

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