Python的垃圾回收机制是否处理这样的引用循环？

Question

使用objgraph，我发现了很多这样的对象：

Python的垃圾回收器是否会处理这样的循环引用，还是会造成内存泄漏呢？

循环引用的更广阔视图：

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请参见：https://stackoverflow.com/q/15974561/1959808 - 0 _

Answer 1

Python的标准引用计数机制无法释放循环引用对象，所以您示例中的结构将会泄漏。

然而，默认情况下启用了补充垃圾回收机制，如果该结构中的组件不再从外部可达并且没有__del__()方法，则应该能够释放它们 。

如果有__del__()方法，则垃圾回收器不会释放它们，因为它无法确定运行这些__del__()方法的安全顺序。

- Frédéric Hamidi

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应明确指出，Python中称为“补充”的GC默认情况下是启用的。 - Eli Bendersky

太好了！至少有人（你和Raymond Hettinger）不会混淆垃圾回收和引用计数，并且不会将“垃圾收集器”用作“引用计数机制”的同义词！我一直感到困惑，因为我理解了这些概念，但我经常阅读到的文本表达的观点却让人们认为GC是负责清除无需再次引用的对象的罪魁祸首。在你的答案中，区别被完美地表达并且非常清晰。谢谢。因此+1 - eyquem

由于仍然可以通过搜索找到这里，注意此答案已不再正确。__del__不再防止循环引用的收集，并且对于循环引用确实会被调用。 - Glenn Maynard

Answer 2

稍微扩展一下Frédéric的回答，文档中的“引用计数”部分很好地解释了补充循环检测。

由于我发现解释事物是确认我理解的好方法，这里有一些例子... 假设有这两个类：

class WithDel(object):
    def __del__(self):
        print "deleting %s object at %s" % (self.__class__.__name__, id(self))


class NoDel(object):
    pass

创建一个对象并从a中失去引用，由于引用计数的原因会触发__del__方法：

>>> a = WithDel()
>>> a = None  # leaving the WithDel object with no references 
deleting WithDel object at 4299615184

如果我们在两个没有__del__方法的对象之间创建一个引用循环，这次由于循环检测，所有内容仍然是无泄漏的。首先，启用垃圾收集调试输出：

>>> import gc
>>> gc.set_debug(gc.DEBUG_COLLECTABLE | gc.DEBUG_UNCOLLECTABLE | gc.DEBUG_OBJECTS)

然后在这两个对象之间创建一个引用循环：

>>> a = NoDel(); b = NoDel()
>>> a.other = b; b.other = a  # cyclical reference
>>> a = None; b = None # Leave only the reference-cycle
>>> gc.collect()
gc: collectable <NoDel 0x10046ed50>
gc: collectable <NoDel 0x10046ed90>
gc: collectable <dict 0x100376c20>
gc: collectable <dict 0x100376b00>
4
>>> gc.garbage
[]

（字典来自对象内部的__dict__属性）

一切都很好，直到循环中的任何一个对象包含__del__方法为止：

>>> a = NoDel(); b = WithDel()
>>> a.other = b; b.other = a
>>> a = None; b = None
>>> gc.collect()
gc: uncollectable <WithDel 0x10046edd0>
gc: uncollectable <dict 0x100376b00>
gc: uncollectable <NoDel 0x10046ed90>
gc: uncollectable <dict 0x100376c20>
4
>>> gc.garbage
[<__main__.WithDel object at 0x10046edd0>]

正如Paul所提到的，循环可以使用weakref打破：

>>> import weakref
>>> a = NoDel(); b = WithDel()
>>> a.other = weakref.ref(b)
>>> b.other = a # could also be a weakref

当对 WithDel 对象的引用 b 丢失时，即使存在循环引用，该对象也会被删除：

>>> b = None
deleting WithDel object at 4299656848
>>> a.other
<weakref at 0x10045b9f0; dead>

哦，objgraph会有帮助地像这样指出有问题的__del__方法

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这在Python2中对我有效，但是在Python3中我无法重现泄漏...有什么改变了吗？ - kralyk

@kralyk 我猜这个 PEP 负责：https://www.python.org/dev/peps/pep-0442/ - ead

Answer 3

Python的垃圾回收机制旨在遍历所有活动对象，以查找并消除没有外部引用的引用循环。

您可以通过运行gc.collect()，然后打印gc.garbage和gc.get_objects来验证正在发生的情况。

- Raymond Hettinger

Answer 4

如果您使用弱引用作为父指针，那么垃圾回收将正常进行。

- PaulMcG