在Python中,为了解决内存泄露问题,采用了对象引用计数,并基于引用计数实现自动垃圾回

由于Python 有了自动垃圾回收功能,就造成了不少初学者误认为不必再受内存泄漏的骚扰了。但如果仔细查看一下Python文档对 __del__() 函数的描述,就知道这种好日子里也是有阴云的。下面摘抄一点文档内容如下:

Some common situations that may prevent the reference count of an object from going to zero include: circular references between objects (e.g., a doubly-linked list or a tree data structure with parent and child pointers); a reference to the object on the stack frame of a function that caught an exception (the traceback stored in sys.exc_traceback keeps the stack frame alive); or a reference to the object on the stack frame that raised an unhandled exception in interactive mode (the traceback stored in sys.last_traceback keeps the stack frame alive).

  可见, __del__() 函数的对象间的循环引用是导致内存泄漏的主凶。但没有__del__()函数的对象间的循环引用是可以被垃圾回收器回收掉的。

如何知道一个对象是否内存泄露掉了呢?

可以通过Python的扩展模块gc来查看不能回收掉的对象的详细信息。

例1:没有出现内存泄露的

import gc
import sysclass CGcLeak(object):def __init__(self):self._text = '#' * 10def __del__(self):passdef make_circle_ref():_gcleak = CGcLeak()print "_gcleak ref count0: %d" %(sys.getrefcount(_gcleak))del _gcleaktry:print "_gcleak ref count1 :%d" %(sys.getrefcount(_gcleak))except UnboundLocalError:           # 本地变量xxx引用前没定义print "_gcleak is invalid!"
def test_gcleak():gc.enable()                         #设置垃圾回收器调试标志gc.set_debug(gc.DEBUG_COLLECTABLE | gc.DEBUG_UNCOLLECTABLE | gc.DEBUG_INSTANCES | gc.DEBUG_OBJECTS)print "begin leak test..."make_circle_ref()print "\nbegin collect..."_unreachable = gc.collect()print "unreachable object num:%d" %(_unreachable)print "garbage object num:%d" %(len(gc.garbage))   #gc.garbage是一个list对象,列表项是垃圾收集器发现的不可达(即垃圾对象)、但又不能释放(不可回收)的对象,通常gc.garbage中的对象是引用对象还中的对象。因Python不知用什么顺序来调用对象的__del__函数,导致对象始终存活在gc.garbage中,造成内存泄露 if __name__ == "__main__": test_gcleak()。如果知道一个安全次序,那么就可以打破引用焕,再执行del gc.garbage[:]从而清空垃圾对象列表
if __name__ == "__main__":test_gcleak()

结果

begin leak test...
_gcleak ref count0: 2         #对象_gcleak的引用计数为2
_gcleak is invalid!           #因为执行了del函数,_gcleak变为了不可达的对象begin collect...              #开始垃圾回收
unreachable object num:0      #本次垃圾回收发现的不可达的对象个数为0
garbage object num:0          #整个解释器中垃圾对象的个数为0

结论是对象_gcleak的引用计数是正确的,也没发生内存泄漏。

例2:对自己的循环引用造成内存泄露

import gc
import sysclass CGcLeak(object):def __init__(self):self._text = '#' * 10def __del__(self):passdef make_circle_ref():_gcleak = CGcLeak()_gcleak._self = _gcleak     #自己循环引用自己print "_gcleak ref count0: %d" %(sys.getrefcount(_gcleak))del _gcleaktry:print "_gcleak ref count1 :%d" %(sys.getrefcount(_gcleak))except UnboundLocalError:print "_gcleak is invalid!"def test_gcleak():gc.enable()gc.set_debug(gc.DEBUG_COLLECTABLE | gc.DEBUG_UNCOLLECTABLE | gc.DEBUG_INSTANCES | gc.DEBUG_OBJECTS)print "begin leak test..."make_circle_ref()print "\nbegin collect..."_unreachable = gc.collect()print "unreachable object num:%d" %(_unreachable)print "garbage object num:%d" %(len(gc.garbage))if __name__ == "__main__":test_gcleak()

结果

begin leak test...
gc: uncollectable <CGcLeak 00000000026366A0>
_gcleak ref count0: 3
_gcleak is invalid!
gc: uncollectable <dict 0000000002667BD8>begin collect...
unreachable object num:2       #本次回收不可达的对象个数为2
garbage object num:1           #整个解释器中垃圾个数为1

例3:多个对象间的循环引用造成内存泄露 

import gc
import sysclass CGcLeakA(object):def __init__(self):self._text = '$' * 10def __del__(self):passclass CGcLeakB(object):def __init__(self):self._text = '$' * 10def __del__(self):passdef make_circle_ref():_a = CGcLeakA()_b = CGcLeakB()_a.s = _b_b.d = _aprint "ref count0:a=%d b=%d" %(sys.getrefcount(_a), sys.getrefcount(_b))del _adel _btry:print "ref count1:a%d" %(sys.getrefcount(_a))except UnboundLocalError:print "_a is invalid!"def test_gcleak():gc.enable()gc.set_debug(gc.DEBUG_COLLECTABLE | gc.DEBUG_UNCOLLECTABLE | gc.DEBUG_INSTANCES | gc.DEBUG_OBJECTS)print "begin leak test..."make_circle_ref()print "\nbegin collect..."_unreachable = gc.collect()print "unreachable object num:%d" %(_unreachable)print "garbage object num:%d" %(len(gc.garbage))if __name__ == "__main__":test_gcleak()

结果

begin leak test...
ref count0:a=3 b=3
_a is invalid!begin collect...
unreachable object num:4
garbage object num:2
gc: uncollectable <CGcLeakA 00000000022766D8>
gc: uncollectable <CGcLeakB 0000000002276710>
gc: uncollectable <dict 00000000022A7E18>
gc: uncollectable <dict 00000000022DF3C8>

结论

Python 的 gc 有比较强的功能,比如设置 gc.set_debug(gc.DEBUG_LEAK) 就可以进行循环引用导致的内存泄露的检查。如果在开发时进行内存泄露检查;在发布时能够确保不会内存泄露,那么就可以延长 Python 的垃圾回收时间间隔、甚至主动关闭垃圾回收机制,从而提高运行效率。

有待于深入研究的知识:监控Python中的引用计数

参考:Python的内存泄漏及gc模块的使用分析

转载于:https://www.cnblogs.com/kaituorensheng/p/4449457.html

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