Python 垃圾回收机制：引用计数、循环引用和分代 GC

Sat, 20 Jun 2026 10:00:00 +0800

很多人第一次关心 Python 的垃圾回收，不是因为写了多复杂的代码，而是因为遇到了几个很实际的问题：

这些问题背后其实是同一个机制：Python 的内存回收不是单一算法，而是几层机制一起工作。平时我们说的“Python 垃圾回收”，在最常见的 CPython 解释器里，主要由两部分组成：

这篇文章主要讨论 CPython，因为日常用 python 命令启动的解释器，大多数情况下就是 CPython。PyPy、Jython、IronPython 等实现可以采用不同策略，所以不要把本文所有细节直接套到每一种 Python 实现上。

先从变量和对象的关系说起

在 Python 里，变量不是装对象的盒子，更像是贴在对象上的名字。

a = [1, 2, 3]
b = a

这段代码里没有创建两个列表。它创建了一个列表对象，然后让 a 和 b 都指向它：

a ─┐
 ├──> [1, 2, 3]
b ─┘

执行：

del a

删除的也不是列表对象本身，而是删除名字 a 到列表对象的那条引用。因为 b 还指向这个列表，所以对象仍然活着：

b ───> [1, 2, 3]

这就是理解 Python 垃圾回收的入口：对象什么时候能被回收，取决于还有没有地方能继续访问它。

del 的含义也要顺手纠正一下：del name 删除的是名字绑定；del obj.attr 删除的是属性引用；del some_list[i] 删除的是容器里的一个引用。它们都不等于“立刻把某块内存还给操作系统”。

Sun, 24 May 2026 10:00:00 +0800

学 Rust 时，Box<T> 很容易被一句话带过：它可以把数据放到堆上。

这句话没错，但如果只记住这一句，后面看到 Box<dyn Trait>、Box<List>、Pin<Box<T>>、Box::leak 时，还是会觉得它像一个突然冒出来的语法补丁。

更好的理解方式是：Box<T> 不是“逃离所有权系统”的工具，而是 Rust 所有权系统里最基础的一种拥有型指针。它让一个值住在堆上，同时让所有权仍然清清楚楚地归某个变量管理。

普通变量通常可以这样理解：

let n = 42;

n 这个值本身就放在当前栈帧里。栈很快，进入函数时分配，函数返回时回收，生命周期也很清楚。

但有些场景光靠栈不够舒服：

这时 Box<T> 就出现了。

let n = Box::new(42);

可以把它粗略想成这样：

栈上变量 n
 -> 保存一个指针
 -> 指向堆上的 42

Box<T> 本身在栈上，里面保存指向堆数据的指针。真正的 T 在堆上。变量离开作用域时，Box<T> 会自动释放堆上的 T。

所以 Box<T> 同时有两个特点：

这和 C 里的裸指针很不一样。你不用手写 free，也不能随便复制出多个拥有者。Rust 仍然会检查所有权、移动和借用。

创建一个 Box<T> 最常见的方式是 Box::new：

fn main() {
 let name = Box::new(String::from("cloudside"));

 println!("{name}");
}

这里 String 这个值由 Box 放到堆上管理，name 是一个拥有它的 Box<String>。注意，String 自己内部还会管理一块字符串缓冲区；这里说的是 String 这个三字段结构本身的位置。