python内存管理、垃圾回收机制和https的学习

内存管理机制 & 垃圾回收机制

1.python是由c开发.
2.include/objects  (include存放的是全局变量,也就是宏定义)
3.在python中所有对象创建时,内部都会存储一个数据.

    // 维护双向链表    只是链表中的元素
    struct _object *_ob_next;           
    struct _object *_ob_prev;
    _PyObject_HEAD_EXTRA
    // 引用计数器
    Py_ssize_t ob_refcnt;
    // 类型
    struct _typeobject *ob_type;

    
  如果是由多个元素组成的话,内部会再多维护一个

Py_ssize_t ob_size(存储在PyVarObject)


4.在创建对象时,如:

操作:
        v = 0.1
    源码内部:
        1.开辟内存
        2.初始化
          ob_fval = 0.3
          ob_type = float
          ob_refcnt=1
        3.将对象放入到双向链表中 ref_chain
    
    操作:
        name = v
    源码内部:
        ob_refcnt+1
        
    操作:
        del v
    源码内部:
        ob_refcnt-1
        
    操作:
        def func(arg):
            pass
        func(name)
    源码内部:
        执行:ob_refcnt+1
        执行完毕:ob_refcnt-1
        
    操作:
        del name
    源码内部:
        ob_refcnt-1
        每次引用计数为0时,都会检查是否为0.如果是0,则认为它就是垃圾,进行回收处理.


            
5.python内部为了提升效率,会做一些缓存机制.

// 每个python对象内部都会创建这些值

define _PyObject_HEAD_EXTRA            
    struct _object *_ob_next;           
    struct _object *_ob_prev;

typedef struct _object {
    // 维护双向链表,只是链表中的元素
    _PyObject_HEAD_EXTRA
    // 引用计数器
    Py_ssize_t ob_refcnt;
    // 类型
    struct _typeobject *ob_type;
} PyObject;

#define PyObject_HEAD                   PyObject ob_base;
#define PyObject_VAR_HEAD               PyVarObject ob_base;


typedef struct {
    // ob_base是PyObject的实例化对象  所以有4个元素:类型/引用计数器/维护双向链表
    PyObject ob_base;
    Py_ssize_t ob_size; /* Number of items in variable part */
} PyVarObject;


PyObject:float
PyVarObject:list/dict/set/tuple/str/int/bool
在C语言中没有字符串的概念,只有字符.所以字符串是由一个一个的字符组成,把str归类到PyVarObject.
int在python中没有范围限制,实际上是由字符组成的,这也是python的厉害之处.既然是由字符组成,所以归类到PyVarObject.
bool实际就是0和1基于int,所以归类到PyVarObject.

v = 0.3
name = v
del v
del name


  按照上面的流程,v和name会分别被创建并且指向0.3的内存地址.当删除v时,0.3的引用计数就-1,再删除name时,0.3的引用再-1等于0.按理说应该是被销毁了.但是由于存在freelist(类似于缓存机制),它会维护一个单向链表.因为系统开启和销毁内存空间是需要时间的,所以会把按理说应该销毁的对象放入单向链表中.当你再定义一个flaot类型时,会从freelist中拿出对象进行初始化并存入值,省去了开启内存空间的时间.但是freelist是有限制的,最多存入100个元素.当超过100时.超出的元素就会被完全销毁.
  list类型的freelist最大限制为80.

内存管理机制
python是由c语言开发的,操作都是基于底层c语言实现.python中创建每个对象,内部都会与c语言结构体维护一些值

    PyObject
        next node
        pre niode
        ob_type    类型
        ob_refcnt  计数器
    PyVarObject
        ob_size    容量个数


  在创建对象时,开辟内存空间,每个对象内部至少有4个值:双向链表/ob_type/ob_refcnt,之后会对内存中的数据进行初始化,初始化本质:引用计数=1,赋值.然后将对象添加到refchain(双向链表中).
以后再有其他变量执行这个内存,则让引用计数器+1,如果销毁某个变量,则找到该变量指向的内存进行引用计数器-1.当引用计数器=0时,则会进行垃圾回收.
  在内部可能存在缓存机制,例如:float(最大限制100)/list(最大限制80)/int,对象不会真正的销毁.而是放在freelist的链表中.以后创建同类型的数据时,会先去链表中取出对象,然后在对对象进行初始化.

垃圾回收机制
引用计数为主,标记清除和分代回收为辅.
- 引用计数器 ob_refcnt
- 引用计数器出现循环引用

    a = [1,2]
    b = [3,4]
    a.append(b) b计数器+1
    b.append(a) a计数器+1
    
    del a
    del b


- 标记清除
    针对容器类的对象,在python中会将它们放入到一个双向链表中,做定期扫描,检查是否有循环引用,如果有则各自计数器-1,-1之后等于0则进行回收.
- 分代回收
    为了少扫描对象,讲没有问题的对象让他放上上一级链表中,默认下一级扫10次,上一级扫1次.总共有3代0,1,2.

https

相较于http是安全的数据传输过程

  服务端向第三方数字证书机构申请证书(公钥和企业信息)和私钥.申请之后将证书和私钥配置到服务器中.每次客户端向服务端发送访问时,会先向服务端发送请求来申请证书.服务端返回给客户端证书(公钥和企业信息),客户端对证书进行校验.校验通过后会生成一个对称密码(随机字符串).使用公钥对对称秘钥进行加密发送给服务端,服务端接收密文用私钥解密出对称秘钥.成功之后向客户端发送一个Finished报文.此时,双方建立的链接是安全的.客户端使用对称秘钥对要发送给服务端的数据进行加密,服务端用对称秘钥进行解密.之后返回的响应内容用对称秘钥进行加密,客户端接收响应并用对称秘钥解密.