2.Python 賦值與內存

 

定義變量和賦值就是系統處理內存的過程和問題，這篇文章分別從申請和釋放內存兩部分討論

 

一、申請內存

 

python定義一個變量時，會為變量的對象申請一個內存，該變量會存儲指向該對象內存中的地址

這樣的好處是復用共同內容對象，節省內存空間

In [1]:

name = 'admin'
print("name=", name)

name1 = name
print("name1=", name1)

 

name= admin
name1= admin

In [2]:

name2 = 'admin'
print("name2=", name2)

 

name2= admin

In [3]:

print(id(name), name)
print(id(name1), name1)
print(id(name2), name2)

 

2951857458848 admin
2951857458848 admin
2951857458848 admin

 

如圖：定義了name變量，賦值為“admin”，然后將name賦值給name1，則name1擁有了與name相同的值。再定義另一個變量name2，將name2的值設值為“admin”。也就是name，name1和name2值都為“admin”。則系統賦值運行的過程如下：

1.系統會申請一個內存，存放“admin”

2.將name，name1和name2共用“admin”這個內存

 

 

In [4]:

name2 = name
print(name == name2)
print(id(name) == id(name2))

 

True
True

In [5]:

name2 = "admin1"
print(id(name), name)
print(id(name2), name2)

print(name == name2)
print(id(name) == id(name2))

 

2951857458848 admin
2951857622744 admin1
False
False

 

上面兩塊代碼驗證了在python系統中，變量會共用相同的值的內存。

1.當name2的值與name的值為“admin”時，name2與name對象的內存地址相同。

2.當name2的值改變為“admin1”時，name2對象的內存地址將會改變了¶

 

 

 

二、釋放內存

 

Python的內存管理主要有三種機制：引入計數機制、垃圾回收機制和內存池機制。

引入技術機制：在python內部，通過引入技術來保持追蹤內存中的對象，python內部記錄對象有多少個引用，即引用計數，當對象被創建使就創建一個引用計數，當對象不再需要時，這個對象的引用計數為0時，它將被垃圾回收。

垃圾回收機制：當內存中不再使用該內存部分時，垃圾收集器就會把它們清理掉。它會去檢查引用計數為0的對象，然后清除其所在的內存的空間。

內存池機制：在Python中，許多時候申請的內存都是小塊的內存，這些小塊內存在申請后，很快又會被釋放，由於這些內存的申請並不是為了創建對象，所以並沒有對象一級的內存池機制。這就意味着Python在運行期間會大量地執行malloc和free的操作，頻繁地在用戶態和核心態之間進行切換，這將嚴重影響Python的執行效率。為了加速Python的執行效率，Python引入了一個內存池機制，用於管理對小塊內存的申請和釋放。內存池的概念就是預先在內存中申請一定數量的，大小相等的內存塊留作備用，當有新的內存需求時，就先從內存池中分配內存給這個需求，不夠了之后再申請新的內存。這樣做最顯著的優勢就是能夠減少內存碎片，提升效率。內存池的實現方式有很多，性能和適用范圍也不一樣。

下面通過三個步驟分析內存管理和釋放的過程：

 

步驟1：將name2和name1的值都更變為“admin1”，可以發現，name1和name2的對象都為“admin1”，name1和name2打印出來的對象內存地址都是相同的。而name對象為“admin”，name打印出來的內存地址與另外兩個不同。

In [6]:

name2 = 'admin1'

In [7]:

name1 = name2
print(id(name1), name1)
print(id(name2), name2)

print(id(name), name)

 

2951857622744 admin1
2951857622744 admin1
2951857458848 admin

 

步驟2：將name的對象也更變為“admin1”，再從新打印發現name，name1和name2的地址一樣了。

In [8]:

name = 'admin1'
print(id(name1), name1)
print(id(name2), name2)
print(id(name),name)

 

2951857622744 admin1
2951857622744 admin1
2951857622744 admin1

 

步驟3：重新申請name並復制為“admin”，打印出來后，發現該步驟中打印的name的對象內存地址與步驟一種打印name的內存地址變得不一樣了。

In [9]:

name = 'admin'

print(id(name1), name1)
print(id(name2), name2)
print(id(name),name)

 

2951857622744 admin1
2951857622744 admin1
2951857632064 admin