Referenzzählung im Python-Garbage-Collection-Mechanismus

Die magische Methode __del__ in Python, auch als Finalizer des Objekts bekannt, ist eine Methode, die aufgerufen wird, kurz bevor das Objekt aus dem Speicher entfernt werden soll. Es ist nicht wirklich die Aufgabe, das Objekt aus dem Speicher zu entfernen, wir werden später sehen, wie das passiert. Stattdessen wird diese Methode verwendet, um alle erforderlichen Bereinigungen durchzuführen, bevor das Objekt entfernt wird. Schließen Sie beispielsweise alle Dateien, die beim Erstellen des Objekts geöffnet waren.

In diesem Abschnitt verwenden wir die folgende Klasse als Beispiel.

class MyNameClass:
def __init__(self, name):
self.name = name

def __del__(self):
print(f"Deleting {self.name}!")

Im obigen Beispiel haben wir unsere Klasse so definiert, dass sie bei der Initialisierung einen Namen als Eingabe akzeptiert. Wenn der Finalizer aufgerufen wird, teilt er uns dies mit, indem er den Namen der relevanten Instanz ausgibt. Auf diese Weise können wir erfahren, welche Objekte wann aus dem Speicher gelöscht wurden.

Wann beschließt CPython, ein Objekt aus dem Speicher zu löschen? Dies kann (ab CPython 3.10) auf zwei Arten geschehen: Referenzzählung und Garbage Collection.

Referenzzählung

Wenn wir in Python einen Zeiger auf ein Objekt haben, ist es eine Referenz auf dieses Objekt. Für ein gegebenes Objekt a verfolgt CPython, wie viele andere Dinge auf a verweisen. Wenn dieser Zähler Null erreicht, kann das Objekt sicher aus dem Speicher entfernt werden, da es von keinem anderen Objekt verwendet wird. Schauen wir uns ein Beispiel an.

>>> Harward = MyNameClass("Harward")
>>> del Harward
Deleting Harward!
>>>

Hier erstellen wir ein neues Objekt (MyNamedClass("Harward")) und einen Zeiger darauf (Harward =). Wenn wir dann Harwade löschen, löschen wir diese Referenz und die MyNamedClass-Instanz hat jetzt einen Referenzzähler von 0. Also beschließt CPython, es aus dem Speicher zu löschen – und kurz davor wird seine Methode __del__ aufgerufen, die die oben gesehene Meldung ausgibt.

Wenn wir mehrere Verweise auf ein Objekt erstellen, müssen wir alle entfernen, damit das Objekt gelöscht werden kann.

>>> bob = MyNameClass("Bob")
>>> bob_two = bob # creating a new pointer to the same object
>>> del bob # this doesn't cause the object to be removed...
>>> del bob_two # ... but this does
Deleting Bob!

Natürlich können unsere MyNamedClass-Instanzen selbst Zeiger enthalten – es handelt sich schließlich um beliebige Python-Objekte, und wir können ihnen beliebige Eigenschaften hinzufügen. Schauen wir uns ein Beispiel an.

>>> jane = MyNamedClass("Jane")
>>> bob = MyNamedClass("Bob")
>>> jane.friend = bob # now the "Jane" object contains a pointer to the "Bob" object...
>>> bob.friend = jane

Was wir im obigen Codeausschnitt gemacht haben, ist, einige Zirkelverweise einzurichten. Ein Objekt namens Jane enthält einen Zeiger auf ein Objekt namens Bob und umgekehrt. Interessant wird es, wenn wir Folgendes tun.

>>> del jane
>>> del bob

Wir haben jetzt den Zeiger vom Namespace auf das Objekt entfernt. Jetzt haben wir überhaupt keinen Zugriff auf diese MyNameClass-Objekte – aber wir erhalten keine gedruckte Nachricht, die uns darüber informiert, dass sie gelöscht werden. Dies liegt daran, dass diese Objekte immer noch Referenzen haben, die ineinander enthalten sind, sodass ihre Referenzanzahl nicht 0 ist.

Was wir hier erstellt haben, ist eine isolierte Schleife; in dieser Struktur hat jedes Objekt mindestens eine Referenz in der Schleife, wodurch es am Leben bleibt, aber auf alle Objekte in der Schleife kann nicht über den Namespace zugegriffen werden.

Intuitive Leistung der Schleifenisolierung

Das Folgende ist die intuitive Leistung, wenn wir eine Schleifenisolierung erstellen.

Zuerst erstellen wir zwei Objekte mit jeweils einem Namen im Namespace.

Als nächstes verbinden wir unsere beiden Objekte, indem wir jedem Objekt einen Zeiger hinzufügen.

Abschließend entfernen wir die Zeiger aus dem Namensraum, indem wir die ursprünglichen Namen beider Objekte entfernen. Zu diesem Zeitpunkt sind die beiden Objekte nicht über den Namespace zugänglich, aber jedes Objekt enthält einen Zeiger auf das andere Objekt, sodass ihre Referenzanzahl nicht Null ist.

Die Referenzzählung allein reicht also offensichtlich nicht aus, um den Laufzeitarbeitsspeicher frei von nutzlosen, nicht wiederverwertbaren Objekten zu halten. Hier kommt der Garbage Collector von CPython ins Spiel.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonReferenzzählung im Python-Garbage-Collection-Mechanismus. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!