Как в CPython определяется момент удаления объекта и для чего нужен циклический сборщик мусора (garbage collector)?

Короткий ответ

Основной механизм в CPython — подсчёт ссылок: объект удаляется сразу, когда счётчик ссылок падает до нуля; дополнительный циклический сборщик мусора периодически удаляет группы объектов, ссылающихся друг на друга циклически, которые иначе никогда не достигнут нулевого refcount.

Как это работает подробнее

Каждый объект хранит счётчик ссылок; создание новой ссылки увеличивает его, удаление переменной — уменьшает. При достижении нуля объект освобождается немедленно. Для циклических ссылок (A ссылается на B, B — на A) счётчик никогда не упадёт до нуля сам по себе — этим занимается модуль gc.

Пример кода

example-259.pyКопировать

import sys, gc
class Node:
    def __init__(self):
        self.ref = None
x, y = Node(), Node()
x.ref, y.ref = y, x  # цикл: x -> y -> x
del x, y
# Объекты не освобождены по refcount (цикл), но будут найдены циклическим gc
collected = gc.collect()
print(collected)  # покажет количество собранных объектов > 0

Что использовать на практике

• Практика. Для большинства кода управление памятью прозрачно; явный gc.collect() иногда вызывают в тестах или после операций, создающих много временных циклических структур, чтобы детерминированно освободить память перед замером.

Подводные камни

• Риски. Считают, что del obj всегда немедленно освобождает память, забывая про циклы; либо расставляют gc.collect() повсеместно «на всякий случай», что снижает производительность без улучшения корректности.