Python的内存泄漏及gc模块的使用分析

2019-10-06 11:15:24于丽

通常,gc.garbage 中的对象是引用环中的对象。因为 Python 不知道按照什么样的安全次序来调用环中对象的 __del__() 函数,导致对象始终存活在 gc.garbage 中,造成内存泄漏。如果知道一个安全的次序,那么就打破引用环,再执行 del gc.garbage[:] ,以清空垃圾对象列表。

上段代码输出为(#后字符串为笔者所加注释):

#-----------------------------------------
begin leak test...
# 变量 _gcleak 的引用计数为 2.
_gcleak ref count0:2
# _gcleak 变为不可达(unreachable)的非法变量.
_gcleak is invalid!
# 开始垃圾回收
begin collect...
# 本次垃圾回收发现的不可达的垃圾对象数为 0.
unreachable object num:0
# 整个解释器中的垃圾对象数为 0.
garbage object num:0
#-----------------------------------------

由此可见 _gcleak 对象的引用计数是正确的,也没有任何对象发生内存泄漏。

如果不注释掉 make_circle_ref() 中的 test_code_1 语句:

_gcleak._self = _gcleak

也就是让 _gcleak 形成一个自己对自己的循环引用。再运行上述代码,输出结果就变成:

#-----------------------------------------
begin leak test...
_gcleak ref count0:3
_gcleak is invalid!
begin collect...
# 发现可以回收的垃圾对象: 地址为 012AA090,类型为 CGcLeak.
gc: uncollectable <CGcLeak 012AA090>
gc: uncollectable <dict 012AC1E0>
unreachable object num:2
#!! 不能回收的垃圾对象数为 1,导致内存泄漏!
garbage object num:1
#-----------------------------------------

可见 <CGcLeak 012AA090> 对象发生了内存泄漏!!而多出的 dict 垃圾就是泄漏的 _gcleak 对象的字典,打印出字典信息为:

{'_self': <__main__.CGcLeak object at 0x012AA090>, '_text': '##########'}

除了对自己的循环引用,多个对象间的循环引用也会导致内存泄漏。简单举例如下:

#--------------- code begin --------------

class CGcLeakA(object):
  def __init__(self):
    self._text = '#'*10

  def __del__(self):
    pass

class CGcLeakB(object):
  def __init__(self):
    self._text = '*'*10

  def __del__(self):
    pass

def make_circle_ref():
  _a = CGcLeakA()
  _b = CGcLeakB()
  _a._b = _b # test_code_2
  _b._a = _a # test_code_3
  print 'ref count0:a=%d b=%d' % /
    (sys.getrefcount(_a), sys.getrefcount(_b))
#  _b._a = None  # test_code_4
  del _a
  del _b
  try:
    print 'ref count1:a=%d' % sys.getrefcount(_a)
  except UnboundLocalError:
    print '_a is invalid!'
  try:
    print 'ref count2:b=%d' % sys.getrefcount(_b)
  except UnboundLocalError:
    print '_b is invalid!'

#--------------- code end ----------------

这次测试后输出结果为:

#-----------------------------------------
begin leak test...
ref count0:a=3 b=3
_a is invalid!
_b is invalid!
begin collect...
gc: uncollectable <CGcLeakA 012AA110>
gc: uncollectable <CGcLeakB 012AA0B0>
gc: uncollectable <dict 012AC1E0>
gc: uncollectable <dict 012AC0C0>
unreachable object num:4
garbage object num:2
#-----------------------------------------