python weakref 迴圈引用

前面已經熟悉了python記憶體**機制：引用計數，分代**。

但是，仍有乙個問題：無法**迴圈引用物件。

只有容器物件才會形成迴圈引用，比如list、class、deque、dict、set等都屬於容器型別。

import gc  

class a(object):  
def __init__(self):  
self.data = [x for x in range(100000)]  
self.child = none  
def __del__(self):  
pass  
def cycle_ref():  
a1 = a()  
a2 = a()  
a1.child = a2  
a2.child = a1  
if __name__ == '__main__':  
import time  
while true:  
time.sleep(0.5)  
cycle_ref()

理論上a1,a2都是區域性變數，應該被**，但實際是如果使用迴圈引用，程序占用記憶體會不停飆公升；

注釋掉迴圈引用的兩句，程序占用記憶體保持在11.5m。

結果表明，迴圈引用會導致記憶體洩漏。

網上的文件基本上表示gc無法**迴圈引用的物件。

繼續測試

import gc  

class a(object):  
def __init__(self):  
self.data = [x for x in range(100000)]  
self.child = none  
def __del__(self):  
pass  
def cycle_ref():  
a1 = a()  
a2 = a()  
a1.child = a2  
a2.child = a1  
if __name__ == '__main__':  
import time  
while true:  
time.sleep(0.5)  
cycle_ref()  
gc.collect()  
print(gc.garbage)

手動gc.collect()可以**迴圈引用物件，記憶體占用保持在12m左右；

del方法並不會影響**。部分文件聲稱類自定義del方法會導致gc無法**迴圈引用物件，實測結果並不支援這一點；

gc.garbage輸出仍保持空。

解決方法有兩種：手動/自動。

手動很簡單，在不使用時解除引用。

def cycle_ref():  

a1 = a()  
a2 = a()  
a1.child = a2  
a2.child = a1  
# 解除迴圈引用，避免記憶體洩露  
a1.child  = none  
a2.child  = none

python標準庫提供了weakref模組，弱引用不會在引用計數中計數，其主要目的是解決迴圈引用。並非所有的物件都支援weakref，例如list和dict就不支援。下面是weakref比較常用的方法：

class weakref.ref(object[, callback]) ：建立乙個弱引用物件，object是被引用的物件，callback是**函式（當被引用物件被刪除時，呼叫該**函式）；

weakref.proxy(object[, callback])：建立乙個用弱引用實現的**物件，引數同上；

weakref.getweakrefcount(object) ：獲取物件object關聯的弱引用物件數；

weakref.getweakrefs(object)：獲取object關聯的弱引用物件列表；

class weakref.weakkeydictionary([dict])：建立key為弱引用物件的字典；

class weakref.weakvaluedictionary([dict])：建立value為弱引用物件的字典；

class weakref.weakset([elements])：建立成員為弱引用物件的集合物件。

使用r_obj = weakref.ref(obj)建立的物件引用時需要使用r_obj()形式呼叫，所以常用做法是使用r_obj = weakref.proxy(obj)；這樣呼叫時可以直接使用r_obj。

對上面的案例**改造一下便可解決記憶體洩漏問題：

import gc  

import weakref  
class a(object):  
def __init__(self):  
self.data = [x for x in range(100000)]  
self.child = none  
def __del__(self):  
pass  
def cycle_ref():  
a1 = a()  
a2 = a()  
a1.child = weakref.proxy(a2)  
a2.child = weakref.proxy(a1)  
if __name__ == '__main__':  
import time  
while true:  
time.sleep(0.5)  
cycle_ref()  
#gc.collect()  
print(gc.garbage)

可以觀察到刪除迴圈引用的兩個物件時不一定會立即**，需要手動呼叫gc.collect(0、1、2)才能**。

但gc.garbage始終為空。

class a():  

def __del__(self):  
print('del a')  
class b():  
def __del__(self):  
print('del b')  
a = a()  
b = b()  
a._n = b  
b._n = a  
import gc  
class node(object):  
def __init__(self, data):  
self.data = data  
self.parent = none  
self.children =   
def add_child(self, child):  
child.parent = self  
def __del__(self):  
print('__del__')  
n = node(0)  
del n  
# __del__  
n1 = node(1)  
n2 = node(2)  
n1.add_child(n2)  
del n1 # no output  
n2.parent  
del n2

但既然weakref存在，並且很多模組也在使用它，就目前的情況而言，在開發時使用weakref而不是依賴於gc是一件惠而不費的事情 。

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