内存中的Python:Python引用计数指南

全文共 1372 字,预计学习时长 7 分钟

图源:unsplash  

本文将会为你介绍Python引用计数,演示中使用可变列表对象,不过本文不介绍C语言实现细节。

需要注意的是,代码段的输出在硬件上可能有所不同。

变量是内存引用

Python中的变量是内存引用。如果输入x = [1,2]时会发生什么?[1,2]是对象。

回想一下,一切都是Python中的对象。[1,2]将在内存中创建。x是[1,2]对象的内存引用。

来看看下面的例子。可以找到x所引用的内存地址。请务必只使用id(x),它会以10为基数,而十六进制函数会将其转换为十六进制。

<span>x = [1, 2]</span>

<span> print(hex(id(x))) <span># output: 0x32ebea8</span></span>

引用计数

现在已经在内存中创建了一个list对象,而且x对该对象进行了引用。那么y=[1,2]和y=x有什么区别?

当输入y=[1,2]时,它将在内存中创建一个新的list对象,并且y将引用它。

x = [1, 2]
   y = [1, 2]
   print(hex(id(x)))  # output: 0x101bea8
   print(hex(id(y)))  # output: 0x31a5528

而当输入y=x时,等同于告诉Python希望y 变量引用x变量引用的内容。因为变量是内存引用的。

可以确认x和y引用同一个对象。

x = [1, 2]
   y = x
   print(hex(id(x)))  # output: 0x74bea8
   print(hex(id(y)))  # output: 0x74bea8

引用计数的数目

接下来的问题是,有多少变量引用同一个对象?

错误的用法:

我看到有些人在使用sys.getrefcount(var)时不知道如何传递var,而是向对象添加引用。一起看看下面的例子。

输出3,而期望的却是2(x andy)。发生这种情况是因为将x传递给getrefcount函数时又添加了一个引用。

from sys import getrefcount
          x = [1, 2]
          y = x
          print(hex(id(x)))  # output: 0xb65748
          print(hex(id(y)))  # output: 0xb65748
          print(getrefcount(x))  # output: 3

更好的用法:

可以使用内置的ctypes模块来找到预期的结果。必须将x的id传递给from_address函数。

from ctypes import c_long
      x = [1, 2]
      y = x
      print(hex(id(x)))  # output: 0x3395748
      print(hex(id(y)))  # output: 0x3395748
      print(c_long.from_address(id(x)).value)  # output: 2

概言之,错误的用法是传递变量,而更好的用法则是传递变量的id,这意味着只传递基数为10的数字,而不是变量。

当对象消失时

图源:unsplash  

当没有变量引用对象时会发生什么?

对象将从内存中删除,因为没有引用该对象的内容。不过也有例外:如果有循环引用,garbage collector 将开始奏效。

为什么使用可变对象

不可变对象由于性能原因,结果可能与预期不同。查看下面的例子,观察输出是如何变化的。

import sys
      import ctypes
             """Some Mutable Objects """
      a =list()
      b =set()
      c =dict()
      d =bytearray()
      """ Some ImmutableObjects """
      e =tuple()
      f =int()
      g =str()
      print(sys.getrefcount(a),ctypes.c_long.from_address(id(a)).value)  # output: 2 1
      print(sys.getrefcount(b),ctypes.c_long.from_address(id(b)).value)  # output: 2 1
      print(sys.getrefcount(c),ctypes.c_long.from_address(id(c)).value)  # output: 2 1
      print(sys.getrefcount(d),ctypes.c_long.from_address(id(d)).value)  # output: 2 1
      print(sys.getrefcount(e),ctypes.c_long.from_address(id(e)).value)  # output: 1298 1297
      print(sys.getrefcount(f),ctypes.c_long.from_address(id(f)).value)  # output: 209 208
      print(sys.getrefcount(g),ctypes.c_long.from_address(id(g)).value)  # output: 59 58

图源:Unsplash

文中所谈及的一切都对CPython有效。希望对你有帮助。

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编译组:陈枫、王品一

相关链接:

https://medium.com/better-programming/a-guide-to-reference-counting-in-python-27334fc2e3c1

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