对比Ruby和Python的垃圾回收

会由于各种原因使用空闲对象链表(它使用链表循环确定对象)，Python为对象和值分配内存的方式常常不同于Ruby。

假设我们创建一个Node对象使用Python：

Python不同于Ruby，当你创建对象的时候，Python会立即向操作系统申请分配内存。(Python 事实上实现了自己的内存分配系统，它在操作系统内存堆上提供了另外一层抽象，但是今天没有事件深入探讨。 )

当我们创建第二个对象时，Python将再次向操作系统申请更多的内存：

看起来相当简单，当我们创建Python对象的时刻，将花费事件申请内存。

Ruby将没有用的对象扔的到处都是，直到下一个垃圾回收过程

Ruby开发者生活在一个脏乱的房间

回到Ruby，由于我们分配越来越多的对象，Ruby将继续为我们从空闲对象链表(free list)获取预分配对象。因此，空闲对象链表将变得越来越短：

或者更短：

请注意，我将一个新的值赋给了n1，Ruby会遗留下旧的值。”ABC”, “JKL”和”MNO”等结点对象会依然保留在内存中。Ruby不会立即清理旧的对象尽管程序不再使用!作为一名Ruby开发者就像生活在一个脏乱的房间，衣服随意的仍在地板上，厨房的水槽中堆满了脏盘子。作为一个Ruby开发者，你必须在一大堆垃圾对象中去工作。

当你的程序不在使用任何对象的时候，Python会立刻进行清理。

Python开发者生活在一所整洁的房子

垃圾回收机制在Python和Ruby中迥然不同，让我们回到前面三个Python中Node对象的例子：

内部的，每当我们新建一个对象，Python将在对象对应的C语言结构中保存一个数字，叫做引用技术。最初，Python将它的值设为1。

值为1表明每个对象有一个指针或引用指向它。假设我们创建一个新的对象，JKL：

正如前面所说，Python将”JKL”的引用计数设置为1。同样注意到我们改变n1指向了”JKL”，不再引用”ABC”，同时将”ABC”的引用计数减少为0。

通过这一点，Python垃圾回收器将会立即执行!无论何时，只要一个对象的引用计数变为0，python将立即释放这个对象，并且将它的内存返回给操作系统。

上图中，Python将回收”ABC”对象的内存。记住，Ruby只是将旧的对象遗留在那里并且不去释放它们占用的内存。

这种垃圾回收算法被称为”引用计数”，由乔治柯林斯发明于1960年。非常巧合的是在同一年约翰麦卡锡大叔发明了”空闲对象链表算法”。正如Mike Bernstein在Ruby Conference大会上所说”1960年是属于垃圾回收器的…”。

作为一个Python开发者，就像生活在一个整洁的房间中。你知道，你的室友有些洁癖，他会把你使用过的任何东西都清洗一遍。你把脏盘子，脏杯子一放到水槽中他就会清洗。

现在看另外一个例子，假设我们让n2和n1指向同样的结点：

上图左边可以看到，Python减少了”DEF”的引用计数并且立即回收了”DEF”对象。同时可以看到，由于n1和n2同时指了”JKL”对象，所以它的引用计数变为了2。

标记回收算法

最终脏乱的房间将堆慢垃圾，生活不能总是如此。Ruby程序在运行一段时间之后，空闲对象链表最终将被用尽。

上图中所有的预分配对象都被用尽(方块全部变成了灰色)，链表上没有对象可用(没有剩余的白色方块)。

此时，Ruby使用了一种由约翰麦卡锡发明的被称为”标记回收”的算法。首先，Ruby将停止程序的执行，Ruby使用了”停止这个世界，然后回收垃圾”的方式。然后，Ruby会扫描所有的指向对象和值的指针或引用。同样，Ruby也会迭代虚拟机内部使用的指针。它会标记每一个指针所能到达的对象。在下图中，我使用了”M”指出了这些标记：

上面三个”M”标记的对象为活跃对象，依然被我们的程序使用。在Ruby解释器内部，通常使用”free bitmap”的数据结构来保存一个对象是否被标记：

Ruby将”free bitmap”保存在一个独立的内存区域，以便可以更好的利用Unix的”copy-on-write”特性。更详细的信息，请参考我的另一篇文章《为什么Ruby2.0的垃圾回收器让我们如此兴奋》。

如果活跃对象被标记了，那么其余的便是垃圾对象，意味着它们不再会被代码使用。在下图中，我使用白色的方块表示垃圾对象：

接下来，Ruby将清理没有使用的，垃圾对象，将它们链入空闲对象链表(free list)：

在解释器内部，这个过程非常迅速，Ruby并不会真正的将对象从一个地方拷贝到另一个地方。相反的，Ruby会将垃圾对象组成一个新