内存中的Python：Python引用计数指南

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。

1. x = [1, 2] 
2.    print(hex(id(x)))  # output: 0x32ebea8 

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。

1. x = [1, 2] 
2.    y = [1, 2] 
3.    print(hex(id(x)))  # output: 0x101bea8 
4.    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。

1. x = [1, 2] 
2.    y = x 
3.    print(hex(id(x)))  # output: 0x74bea8 
4.    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。

1. from sys import getrefcount 
2.           x = [1, 2] 
3.           y = x 
4.           print(hex(id(x)))  # output: 0xb65748 
5.           print(hex(id(y)))  # output: 0xb65748 
6.           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。

1. from ctypes import c_long 
2.       x = [1, 2] 
3.       y = x 
4.       print(hex(id(x)))  # output: 0x3395748 
5.       print(hex(id(y)))  # output: 0x3395748 
6.       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

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。

1. import sys 
2.       import ctypes 
3.              """Some Mutable Objects """ 
4.       a =list() 
5.       b =set() 
6.       c =dict() 
7.       d =bytearray() 
8.       """ Some ImmutableObjects """ 
9.       e =tuple() 
10.       f =int() 
11.       g =str() 
12.       print(sys.getrefcount(a),ctypes.c_long.from_address(id(a)).value)  # output: 2 1 
13.       print(sys.getrefcount(b),ctypes.c_long.from_address(id(b)).value)  # output: 2 1 
14.       print(sys.getrefcount(c),ctypes.c_long.from_address(id(c)).value)  # output: 2 1 
15.       print(sys.getrefcount(d),ctypes.c_long.from_address(id(d)).value)  # output: 2 1 
16.       print(sys.getrefcount(e),ctypes.c_long.from_address(id(e)).value)  # output: 1298 1297 
17.       print(sys.getrefcount(f),ctypes.c_long.from_address(id(f)).value)  # output: 209 208 
18.       print(sys.getrefcount(g),ctypes.c_long.from_address(id(g)).value)  # output: 59 58 

文中所谈及的一切都对CPython有效。希望对你有帮助。