Python緩存機制

1. 什么是緩存機制

　　Python對象在創(chuàng)建的時候，會為其開辟一個內(nèi)存，當(dāng)變量引用該對象時，實際上是指向該對象的內(nèi)存地址，當(dāng)該對象不在被引用，會被垃圾回收機制回收，釋放內(nèi)存。但是Python為了解決對象創(chuàng)建—開辟內(nèi)存，對象回收—釋放內(nèi)存這么一個對內(nèi)存反復(fù)操作導(dǎo)致時間的浪費，就有了緩存池這一概念來管理一些常見的對象，當(dāng)對象的引用計數(shù)為0時，他從refchain鏈表中刪除，并不是直接銷毀，而是放到了一個free_list的鏈表中進行緩存，當(dāng)出現(xiàn)一個類型相同的對象時，直接用他的上一個對象的內(nèi)存地址，只需在refchain中對其值進行初始化即可。

2. 緩存池機制

　　Python在啟動時，會創(chuàng)建一部分對象并將他們放置緩存池中，當(dāng)引用這些對象時，不會重新創(chuàng)建，而是直接引用緩存，如整型[ -5 —256 ]，布爾類型，字符串類型

　　1. 整型

 　　2. 布爾類型

　　3. 字符串

3. 駐留機制

　　1. python的駐留機制是python系統(tǒng)內(nèi)部維護了一個叫 “interned” 的字典，當(dāng)允許被駐留的數(shù)據(jù)首次創(chuàng)建時，會被記錄到該字典中，如果在 “同一個代碼塊中（代碼塊可以是一個模塊，一個函數(shù)，一個類，一個文件）” 該數(shù)據(jù)被刪除或者被其他對象再次引用時，不開辟新的內(nèi)存空間，而是直接指向駐留空間中的內(nèi)存地址，這樣可以大量的節(jié)省內(nèi)存空間。不同版本的駐留機制可能不太相同，以3.7版本為例：整型、浮點型、布爾型，字符型都滿足駐留機制。

　　舉個例子：

　　　當(dāng)a = 11111，b 也引用11111這個對象，則b的地址直接執(zhí)行11111的內(nèi)存地址，不在重新創(chuàng)建新的內(nèi)存地址

　　元組，列表，集合，字典他們不符合駐留機制，即使他們的元素內(nèi)容相同，所執(zhí)行的內(nèi)存地址也是不相同的，但是空元組的內(nèi)存地址卻是相同的。

　　元組：

　　列表：

4. free_list機制

　　free_list機制是對特定的數(shù)據(jù)類型的緩存而進行的存儲鏈表，如[-5 — 256 ]外的整型、大于0的浮點型、以及列表，集合，元組和字典，當(dāng)我們引用計數(shù)器為0時，應(yīng)該啟用垃圾回收機制回收該內(nèi)存空間，但實際上python并沒有直接回收，“在不同的代碼塊中（注意）” 而是將對象添加到一個叫 “free_list” 的列表中作為緩存，這個機制就叫做 “free_list機制”。這是做什么呢？這就是為了在以后再創(chuàng)建對象時，不再重新開辟內(nèi)存，而是使用 free_list 中的內(nèi)存空間。

　　舉個例子

　　　s1 = 333　　(id(s1)，內(nèi)存地址是2253215090224)

　　　del s1　　　刪除s1，則333這個對象的引用技術(shù)為0，從refchain鏈表中刪除，將這個類型的內(nèi)存地址放在了free_list中

　　　s2 = 666　　(id(s2)，內(nèi)存地址為2253215090224)，指向了在free_list中緩存的地址，只是將內(nèi)存地址初始化重新賦值放到refchain鏈表中

　　　但是，對于小于0的浮點數(shù)，則不會進入free_list中緩存，而是直接進行回收，創(chuàng)建的時候在開辟內(nèi)存

　　1. 元組的緩存機制

　　　　元組的緩存利用下標進行，最大索引是20，即元組的元素最大不超過20個，每個索引的鏈表存儲這相同元素數(shù)量的對象，每個鏈表最多存儲2000個對象，也就是說（1,2,3,4）和（'a','b',1,2）是在相同的索引鏈表中存儲，當(dāng)一個元組對象被刪除或者創(chuàng)建時，他會去和元組中元素個數(shù)相同的索引下去尋找是否存在空閑的地址，存在則引用該地址重新賦值即可。

 　　代碼結(jié)果：

　　2. 列表的緩存機制

　　　列表和元組的free_list機制不同，列表的緩存數(shù)量最多為80個，超出則進行回收

　　3. 字典的緩存機制

　　　　字典的機制和列表是一樣的，最多為80個