Python C API 引用计数器

Posted 2021-01-05

简介

Python的内存管理是通过对象的引用计数器来实现的，对象的创建会将引用计数器加1，被引用一次则引用计数器就会加1，反之解除引用时，则引用计数器就会减1，当Python对象的引用计数器为0的时候，则这个对象就会被回收和释放。

这种内存管理的方式是有一定的弊端的，一是它需要额外的空间维护引用计数，二是它不能解决对象的“循环引用”的问题，因此，也有很多语言比如Java并没有采用该算法做来垃圾的回收机制。

Python代码实例

import sys

def test_refcount(a):
    print("func a refcount: {}".format(sys.getrefcount(a)))

if __name__ == ‘__main__‘:

    // 直接创建Python对象
    a = 189987319
    print("a refcount: {}".format(sys.getrefcount(a)))

    // 调用一次Python对象a，则引用计数器加1
    b = a
    print("b, a refcount: {}".format(sys.getrefcount(a)))

    // 存入列表，字段，或者元组中，引用计数器都会加1
    c = [a]
    print("c, a refcount: {}".format(sys.getrefcount(a)))

    // 使用函数调用的时候，传参的时候引用计数器加1，调用的时候引用计数器也会加1，因此是加2
    test_refcount(a)

结果：
a refcount: 1
b, a refcount: 2
c, a refcount: 3
func a refcount: 5

Python C API中管理及释放Python对象

void Py_INCREF(PyObject *o) Python对象引用计数器加1，该对象不能为NULL，否则会报错

void Py_XINCREF(PyObject *o) Python对象引用计数器加1，该对象可以为NULL，但是引用计数器未生效

void Py_DECREF(PyObject *o) Python对象的引用计数器减1，该对象不能为NULL，否则会报错

void Py_XDECREF(PyObject *o) Python对象引用计数器减1，该对象可以为NULL，但是引用计数器未生效

void Py_CLEAR(PyObject *o) 直接将Python应用计数器清0

C代码实例

头文件

//
// Created by lanyulei on 18-9-9.
//

#ifndef PRINT_DEMO1_PYREFCOUNT_H
#define PRINT_DEMO1_PYREFCOUNT_H

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <Python.h>

void pyRefCount();

#endif //PRINT_DEMO1_PYREFCOUNT_H

源文件

//
// Created by lanyulei on 18-9-9.
//

#include "pyRefCount.h"

// Python对象的保留及释放
void pyRefCount(){

    PyObject* py_ival = Py_BuildValue("i", 56486);  // 创建对象
    printf("Py_BuildValue: py_ival refcount: %ld
", Py_REFCNT(py_ival));   // 打印Python对象的引用计数器

    Py_XINCREF(py_ival);   // Python对象的引用计数器加1
    printf("Py_BuildValue: py_ival refcount: %ld
", Py_REFCNT(py_ival));   // 打印Python对象的引用计数器

    Py_XDECREF(py_ival);    // Python对象的引用计数器减1
    printf("Py_BuildValue: py_ival refcount: %ld
", Py_REFCNT(py_ival));   // 打印Python对象的引用计数器

    Py_CLEAR(py_ival);   // Python对象的引用计数器清0
    printf("Py_BuildValue: py_ival refcount: %ld
", Py_REFCNT(py_ival));   // 打印Python对象的引用计数器
}

main.cpp

#include "pyRefCount.h"

int main() {

    // 初始化Python虚拟机
    Py_Initialize();
    // 判断Python虚拟机是否成功
    if (Py_IsInitialized() == 0){
        printf("fal to initialize Python
");
        return -1;
    }

    printf("server start
");
    pyRefCount();

    // 退出Python虚拟机
    Py_Finalize();
    return 0;
}