La gestión de memoria en Python

Python es un lenguaje de programación de gran potencia que incorpora un sistema automatizado de gestión de memoria, conocido como recolección de basura. ¿Cuál es su función esencial? Identificar y desconectar aquellos objetos que ya no se necesitan en el programa para liberar el espacio de memoria que ocupaban.

Este proceso, sutil pero fundamental, optimiza el uso de los recursos y previene el desbordamiento de memoria, un problema que ocurre cuando un programa acumula memoria sin liberarla adecuadamente.

Un ejemplo práctico

Ilustremos esto con un ejemplo claro.

Consideremos el valor entero 77 y asignémoslo a una variable 'x'.

x=77

Con esta acción, hemos vinculado el nombre de nuestra variable 'x' (la etiqueta) con el valor entero 77 (el objeto).

Es importante recordar que la etiqueta 'x' no contiene el valor 77 en sí. En realidad, guarda una referencia a la dirección de memoria donde se encuentra el valor 77.

Ahora, variemos un poco las cosas y asignemos un nuevo valor a 'x'.

x=10

Este cambio elimina el vínculo previo entre 'x' y el 77, creando una nueva conexión entre 'x' y el objeto 10, que se encuentra en una dirección de memoria distinta.

 

El objeto inicial, 77, queda sin una etiqueta que lo referencie, quedando así fuera de uso en nuestro programa.

En este punto, interviene la recolección de basura, una función poco reconocida pero esencial, que elimina el objeto "77" de la memoria, liberando el espacio que ocupaba.

 

Este proceso inteligente aumenta la memoria disponible para el almacenamiento de datos y protege contra el riesgo de que los datos obsoletos saturen el espacio disponible.

Profundizando en el mecanismo de recolección de basura de Python

La estrategia de gestión de memoria de Python se basa en dos pilares: el conteo de referencias y la recolección de basura cíclica.

1] Conteo de Referencias

Este método constituye la base del mecanismo de gestión de memoria de Python.

• +1 referencia
  Cada vez que un objeto es referenciado, ya sea al asignarlo a una variable o al incluirlo en una lista, Python incrementa en uno su conteo de referencias.
• -1 referencia
  Cuando se elimina una referencia a un objeto, Python reduce el conteo de referencias en uno.

Cuando el conteo de referencias de un objeto llega a cero, significa que ya no está vinculado a ninguna parte del programa.

Es el momento en que la recolección de basura actúa para liberar la memoria previamente ocupada por ese objeto de forma segura.

2] Recolector de Basura Cíclico

Python despliega de manera periódica su sistema de recolección de basura cíclica.

Este constituye un elemento esencial dentro del sistema de gestión de memoria de Python, encargado de identificar y tratar los ciclos de referencia, liberando así memoria que, de otro modo, permanecería ociosa.

Los ciclos de referencia se presentan cuando dos o más objetos se refieren entre sí, quedando aislados y sin uso por parte del resto del programa.

Tomemos como ejemplo este código que genera dos listas vacías, donde cada una contiene una referencia a la otra, formando un clásico ciclo de referencias.

list1 = []
list2 = []
list1.append(list2)
list2.append(list1)

Aunque esta situación no se detecta mediante el conteo de referencias (dado que el contador de referencias de ninguno de los objetos alcanza cero), en realidad estos objetos no están activos dentro del programa.

El recolector de basura cíclico está diseñado específicamente para identificar estos casos tan difíciles de detectar y resolverlos.

Para concluir, la estrategia de Python que combina el conteo de referencias con el recolector de basura cíclico constituye un mecanismo de gestión de memoria excepcionalmente eficiente, seguro y efectivo. Garantiza que el espacio de memoria se libere cuando ya no se necesita y esté disponible para nuevos objetos conforme se requiera.