Python 庫手冊：gc 垃圾回收

gc 是 Python 標準庫，用于訪問和控制垃圾回收（Garbage Collection）機制。Python 內(nèi)存管理主要依賴引用計數(shù)，但引用計數(shù)無法回收循環(huán)引用對象，gc 庫提供接口檢測和清理循環(huán)引用，從而保證程序內(nèi)存使用穩(wěn)定。

gc 對象可用于調(diào)試內(nèi)存泄漏、控制垃圾回收策略以及優(yōu)化性能。

常見應用場景：

（1）檢測循環(huán)引用

發(fā)現(xiàn)不可達對象仍占用內(nèi)存時，分析循環(huán)引用。

（2）手動垃圾回收

在特定時間點強制觸發(fā)回收，減少內(nèi)存峰值。

（3）內(nèi)存泄漏調(diào)試

跟蹤未釋放對象，排查內(nèi)存泄漏問題。

（4）性能優(yōu)化

在性能敏感場景下，控制自動垃圾回收策略。

（5）監(jiān)控對象生命周期

獲取當前可達對象列表和對象數(shù)量，用于調(diào)試和分析。

◆ ◆ ◆

核心概念

1、垃圾回收（Garbage Collection）

Python 自動管理對象內(nèi)存，主要依賴引用計數(shù)。gc 處理無法通過引用計數(shù)清理的循環(huán)引用對象。

2、可達對象與不可達對象

可達對象：仍被引用，可正常使用。

不可達對象：無法通過任何引用訪問，可被回收。

3、自動與手動回收

自動：解釋器根據(jù)閾值觸發(fā)回收。

手動：開發(fā)者通過 gc.collect() 顯式回收。

4、調(diào)試功能

gc 提供檢測對象、打印垃圾列表、統(tǒng)計內(nèi)存占用等功能，用于調(diào)試復雜內(nèi)存問題。

◆ ◆ ◆

應用舉例

例 1：檢查垃圾回收是否啟用

print(gc.isenabled())  # 輸出 True 或 False

例 2：手動觸發(fā)垃圾回收

print(f"回收對象數(shù)量：{collected}")

例 3：禁用與啟用垃圾回收

print(gc.isenabled())  # True

例 4：獲取當前所有可達對象

print(f"當前可達對象數(shù)量：{len(objs)}")

例 5：調(diào)試循環(huán)引用

gc.collect()  # 回收并打印循環(huán)引用信息

◆ ◆ ◆

常用函數(shù)與類速覽

gc.enable()

啟用自動垃圾回收。

gc.disable()

禁用自動垃圾回收。

gc.isenabled()

檢查垃圾回收是否啟用。

返回：布爾值。

gc.collect(generation=2)

觸發(fā)垃圾回收。

參數(shù)：generation 指定回收代數(shù)（0、1、2）。

返回：被回收對象的數(shù)量。

gc.get_objects()

獲取當前所有可達對象的列表。

返回：對象列表

gc.get_referrers(*objs)

獲取引用指定對象的對象列表。

參數(shù)：一個或多個對象。

返回：對象列表。

gc.get_referents(*objs)

獲取指定對象引用的對象列表。

參數(shù)：一個或多個對象。

返回：對象列表。

gc.set_debug(flags)

設置垃圾回收調(diào)試標志。

參數(shù)：調(diào)試標志（如 gc.DEBUG_LEAK）。

返回：無。

◆ ◆ ◆

補充說明

（1）Python 的主要內(nèi)存回收機制是引用計數(shù)，gc 主要針對循環(huán)引用對象。

（2）gc 提供的調(diào)試功能可以幫助分析內(nèi)存泄漏，但會增加運行開銷。

（3）自動垃圾回收可用 gc.set_threshold() 調(diào)整觸發(fā)閾值，優(yōu)化性能。

（4）gc.collect() 可以在關(guān)鍵代碼段或后臺任務結(jié)束時顯式調(diào)用，減少內(nèi)存占用峰值。

（5）gc 并不管理 C 擴展直接分配的內(nèi)存，需謹慎處理第三方庫對象。

小結(jié)

gc 庫是 Python 內(nèi)存管理的重要工具，專門用于處理循環(huán)引用和不可達對象。通過啟用或禁用自動垃圾回收、手動觸發(fā)回收以及調(diào)試循環(huán)引用，可以有效控制程序內(nèi)存占用，排查內(nèi)存泄漏問題。gc 在性能優(yōu)化和內(nèi)存敏感的應用中尤其重要，是高級 Python 開發(fā)者的必備工具。

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