为什么我不需要释放这段内存？

Question

我正在编写一个Python C扩展，在这里列出的示例中，有一段代码：

static PyObject * spam_system(PyObject *self, PyObject *args) {
    const char *command;
    int sts;

    if (!PyArg_ParseTuple(args, "s", &command)) return NULL;
    sts = system(command);
    return Py_BuildValue("i", sts);
}

根据使用PyArg_ParseTuple解析字符串的文档，“您不应提供字符串本身的存储；将现有字符串的指针存储到传递其地址的字符指针变量中。”那么Python如何知道“command”指向的内存何时可以释放？如何避免内存泄漏？

- amoffat

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Python在哪里说它会自动释放内存？我认为你需要在使用完后手动释放。 - user395760

当它说“指向现有字符串的指针”时，我会认为PyArq_ParseTuple不会分配内存。虽然这不是一个安全的假设，我会检查文档。 - Thiago Cardoso

@delnan 我也是这么想的，但是当我尝试释放内存时，我得到了 *** glibc detected *** python: munmap_chunk(): invalid pointer: 0x0000000001ef16dc *** 的错误提示。 - amoffat

@Thiago 如果我一直运行spam_system，那么最终不会耗尽内存吗？ - amoffat

是的，正如刚才回答的那样，没有额外的内存被分配。该函数返回一个指向先前分配的对象（args参数）的指针。 - Thiago Cardoso

Answer 1

文档中对于 PyArg_ParseTuple 的 "s" 格式说明如下：

s (字符串或 Unicode) [const char *]
将 Python 字符串或 Unicode 对象转换为指向字符字符串的 C 指针。您不能为字符串本身提供存储空间；将现有字符串的指针存储到传递地址的字符指针变量中。

这意味着指针指向 Python 自己管理的内存。

如果您深入探索 Python 源代码（我使用的是版本 3.2），您会在 Python/getargs.c 中找到 PyArg_ParseTuple。如果您跟踪执行过程（如果您已经了解 C，则一个 Mark-I 眼球应该足够），您将到达 convertsimple，它处理一些简单的数据类型格式字符串（例如 "s"）。然后看一下开关语句的 's' 分支，您将看到以下内容：

char **p = va_arg(*p_va, char **);
/* ... */
*p = PyBytes_AS_STRING(uarg);

稍微使用grep命令即可找到PyBytes_AS_STRING的定义：

#define PyBytes_AS_STRING(op) (assert(PyBytes_Check(op)), \
                                (((PyBytesObject *)(op))->ob_sval))

所以，这实际上只是将一个指针交给你指向Python对象内部的字段ob_sval，Python管理其内部对象的内存。因此，你不应该释放command字符串，因为它最终指向Python的一些内部数据，Python本身负责该内存。因此，在文档中发出了“不要碰”的警告。

- mu is too short

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谢谢@mu，我应该想到在源代码中寻找答案。 - amoffat

@Andrew: 我本来就怀疑会跟 PyBytes_AS_STRING 类似，我只是在验证我的猜测。无论如何，很高兴能提供帮助。 - mu is too short

Python 何时实际上释放内存？它是否知道我们正在函数调用中，一旦函数返回就可以释放内存？ - Matthew Moisen

@MatthewMoisen 我猜测 PyBytesObject 有一个垃圾回收系统。 - mu is too short