說到內存管理，就先說一下垃圾回收吧。垃圾回收是Python，Java等語言管理內存的一種方式，說的直白些，就是清除無用的垃圾對象。C語言及C++中，需要通過malloc來進行內存的申請，通過free而進行內存的釋放。而Python和Java中有自動的內存管理機制，不需要動態的釋放內存，這種機制就是垃圾回收。
Python中通過引用計數法來進行內存的管理的。對每一個對象，都維護這一個對指向該對對象的引用的計數。比如：
a = "ABC"
b = a
首先創建了一個字符串對象"ABC"，然後將字符串對象的引用賦值為a。因而，字符串對象"ABC"的引用計數會加1。當執行b=a的時候，僅僅是創建了指向"ABC"這個字符串對象的引用的別名，而沒有創建對象。這樣，字符串對象"ABC"的引用計數會加1。如何驗證呢？我們可以查看a和b的id是否一致即可：
a = "ABC"
b = a
id(a) 36422672
id(b) 36422672
引用計數的數目可以通過sys.getrefcount()函數來進行獲取。為啥創建a對象後引用計數是2而不是1呢？這是因為一個是全局域裡的，一個是調用函數的。當執行完b=a後，引用計數加1。
import sys
a = "ABC"
sys.getrefcount(a) 2
b = a
sys.getrefcount(a) 3
那什麼時候引用計數增加，什麼時候引用計數減少呢？小編總結了一下：
引用計數增加主要有以下場景：
1、對象被創建時：a = "ABC"；
2、另外的別人被創建時：b = a；
3、被作為參數傳遞給函數時：foo(a)；
4、作為容器對象（list，元組，字典等）的一個元素時：x = [1,a,'33']。
引用計數減少主要有以下場景：
1、一個本地引用離開了它的作用域時，比如上面的foo(a)函數結束時，a指向的對象引用減1；
2、對象的引用被顯式的銷燬時：del a 或者 del b；
3、對象的引用被賦值給其他對象時：a = 789；
4、對象從一個容器對象（例如list）中移除時：L.remove(a)；
5、容器對象本身被銷燬：del L，或者容器對象本身離開了作用域。
所謂垃圾回收，就是回收引用計數為0的對象，釋放其佔用的內存空間。垃圾回收機制還有一個循環垃圾回收器, 確保釋放循環引用對象(a引用b, b引用a, 導致其引用計數永遠不為0)。
Python的內存管理是層次結構的，各層負責不同的功能，如下圖所示：-1，-2層主要有操作系統進行操作，屬於內核態；第0層是C中的malloc，free等內存分配和釋放函數進行操作；第1層和第2層是內存池，有Python的接口函數PyMem_Malloc函數實現，當對象小於256K時由該層直接分配內存；第3層是最上層，也就是我們對Python對象的直接操作。感興趣的同學可以閱讀以下《Python源碼剖析》，相信你的收穫肯定是大大滴。
在 C 中如果頻繁的調用 malloc 與 free 時會產生性能問題的，再加上頻繁的分配與釋放小塊的內存會產生內存碎片。Python 在這裡主要乾的工作有：如果請求分配的內存在1~256字節之間就使用自己的內存管理系統，否則直接使用 malloc。這裡還是會調用 malloc 分配內存,但每次會分配一塊大小為256k的大塊內存。經由內存池登記的內存到最後還是會回收到內存池,，並不會調用 C 的 free 釋放掉，以便下次使用。
Python中的變量在內存中的分配主要有兩種，一種是簡單拷貝，比如上一篇講述的list，改變一個就會引起另一個的改變，這是因為它們的引用相同，指向了同一個對象：
L= [3,4,5]
LL = L
id(L) 34432584
id(LL) 34432584
L.append(6)
id(L) 34432584
id(LL) 34432584
另外一種是深度拷貝，如數值、字符串、元組（tuple不允許被更改)等，也就是說當將變量a賦值給變量b時，雖然a和b的內存空間仍然相同，但當a的值發生變化時，會重新給a分配空間，a和b的地址變得不再相同。
a = 'ABC'
b = a
id(a) 36042680
id(b) 36042680
a = 'XYZ'
id(a) 36043424
id(b) 36042680
閱讀更多 用數說話 的文章
