Python 标记清除

### Python 垃圾回收的标记清除机制
1. 标记阶段（Mark）
垃圾回收器从根对象（如全局变量、当前栈帧中的局部变量、CPU寄存器等）开始，递归遍历所有可达的对象。
在遍历过程中，所有被访问到的对象都会被“标记”为“存活”。
没有被标记的对象被视为不可达，即垃圾。
2. 清除阶段（Sweep）
垃圾回收器遍历所有对象，对未被标记为存活的对象进行回收，释放其占用的内存。
清除后，所有对象的标记被重置，为下一次垃圾回收做准备。

### 循环引用的问题
- 循环引用指的是一组对象相互引用，形成闭环，导致它们的引用计数都不为零；
- Python 的引用计数机制无法回收这种循环引用的对象，因为它们的引用计数永远不会降到零；
- 这时，标记清除机制就发挥作用了；

### Python 如何清除循环引用对象
Python 的垃圾回收器（gc模块）结合了引用计数和分代收集机制：

1. 引用计数：绝大部分对象通过引用计数立即回收；
2. 分代垃圾回收：
- Python 将对象分为三代（0代、1代、2代）；
- 新创建的对象属于0代，经过多次垃圾回收仍未被回收的对象会晋升到更高代；
- 分代回收器周期性扫描高代对象，使用标记清除算法检测不可达对象；
3. 处理循环引用：
- 当分代垃圾回收器运行时，它会标记所有可达对象；
- 对于不可达的循环引用对象，它们不会被标记为存活；
- 然后清除这些不可达对象，成功回收循环引用占用的内存；

### Python 如何找到不可达对象的原理
1. 根集合（Root Set）
垃圾回收器首先确定一组“根对象”，这些对象是程序当前直接可访问的，通常包括：
	```
	- 全局变量
	- 当前执行栈中的局部变量
	- CPU寄存器中的引用
	- 内置模块中的引用等
	```

2. 遍历引用图
- `gc` 会维护一个对象跟踪列表（主要是针对容器对象，如列表、字典、类实例等），这是一个双向链表，保存了需要gc追踪的所有对象；
	> 只有容器对象（如列表、字典、自定义类实例等）才会被垃圾回收器（gc模块）跟踪，因为它们可能形成循环引用。一些简单的不可变对象（如整数、小字符串）不会被 gc 跟踪；
- 从根集合开始，递归遍历所有被根对象直接或间接引用的对象；
- 遍历过程中，所有访问到的对象都会被标记为“可达”；

3. 不可达对象
- 遍历结束后，所有没有被标记的对象即为“不可达”；
- 这些对象无法通过任何根对象访问到，说明程序中没有任何地方再使用它们；

4. 清理不可达对象
- 不可达对象被垃圾回收器回收，释放内存；

### 总结
- 标记清除机制通过标记所有可达对象，清理无用对象，解决了引用计数无法回收循环引用的问题；
- Python 的垃圾回收器结合引用计数和分代标记清除，实现了高效的内存管理；
- 循环引用的对象最终会被分代回收器检测并清除；