Python的内存泄漏及gc模块的使用分析

#--------------- code begin --------------
# -*- coding: utf-8 -*-
import gc
import sys
class CGcLeak(object):
  def __init__(self):
    self._text = '#'*10
  def __del__(self):
    pass
def make_circle_ref():
  _gcleak = CGcLeak()
#  _gcleak._self = _gcleak # test_code_1
  print '_gcleak ref count0:%d' % sys.getrefcount(_gcleak)
  del _gcleak
  try:
    print '_gcleak ref count1:%d' % sys.getrefcount(_gcleak)
  except UnboundLocalError:
    print '_gcleak is invalid!'
def test_gcleak():
  # Enable automatic garbage collection.
  gc.enable()
  # Set the garbage collection debugging flags.
  gc.set_debug(gc.DEBUG_COLLECTABLE | gc.DEBUG_UNCOLLECTABLE | /
    gc.DEBUG_INSTANCES | gc.DEBUG_OBJECTS)
  print 'begin leak test...'
  make_circle_ref()
  print 'begin collect...'
  _unreachable = gc.collect()
  print 'unreachable object num:%d' % _unreachable
  print 'garbage object num:%d' % len(gc.garbage)
if __name__ == '__main__':
  test_gcleak()

在 test_gcleak() 中，设置垃圾回收器调试标志后，再用 collect() 进行垃圾回收，最后打印出该次垃圾回收发现的不可达的垃圾对象数和整个解释器中的垃圾对象数。

gc.garbage 是一个 list 对象，列表项是垃圾收集器发现的不可达（即是垃圾对象）、但又不能释放（即不能回收）的对象。文档描述为：A list of objects which the collector found to be unreachable but could not be freed (uncollectable objects).
通常，gc.garbage 中的对象是引用环中的对象。因为 Python 不知道按照什么样的安全次序来调用环中对象的 __del__() 函数，导致对象始终存活在 gc.garbage 中，造成内存泄漏。如果知道一个安全的次序，那么就打破引用环，再执行 del gc.garbage[:] ，以清空垃圾对象列表。

上段代码输出为（#后字符串为笔者所加注释）：

#-----------------------------------------
begin leak test...
# 变量 _gcleak 的引用计数为 2.
_gcleak ref count0:2
# _gcleak 变为不可达(unreachable)的非法变量.
_gcleak is invalid!
# 开始垃圾回收
begin collect...
# 本次垃圾回收发现的不可达的垃圾对象数为 0.
unreachable object num:0
# 整个解释器中的垃圾对象数为 0.
garbage object num:0
#-----------------------------------------

_gcleak._self = _gcleak

#-----------------------------------------
begin leak test...
_gcleak ref count0:3
_gcleak is invalid!
begin collect...
# 发现可以回收的垃圾对象: 地址为 012AA090，类型为 CGcLeak.
gc: uncollectable <cgcleak 012aa090="">
gc: uncollectable <dict 012ac1e0="">
unreachable object num:2
#!! 不能回收的垃圾对象数为 1，导致内存泄漏！
garbage object num:1
#-----------------------------------------
</dict></cgcleak>

{'_self': <__main__.CGcLeak object at 0x012AA090>, '_text': '##########'}

#--------------- code begin --------------
class CGcLeakA(object):
  def __init__(self):
    self._text = '#'*10
  def __del__(self):
    pass
class CGcLeakB(object):
  def __init__(self):
    self._text = '*'*10
  def __del__(self):
    pass
def make_circle_ref():
  _a = CGcLeakA()
  _b = CGcLeakB()
  _a._b = _b # test_code_2
  _b._a = _a # test_code_3
  print 'ref count0:a=%d b=%d' % /
    (sys.getrefcount(_a), sys.getrefcount(_b))
#  _b._a = None  # test_code_4
  del _a
  del _b
  try:
    print 'ref count1:a=%d' % sys.getrefcount(_a)
  except UnboundLocalError:
    print '_a is invalid!'
  try:
    print 'ref count2:b=%d' % sys.getrefcount(_b)
  except UnboundLocalError:
    print '_b is invalid!'
#--------------- code end ----------------

#-----------------------------------------
begin leak test...
ref count0:a=3 b=3
_a is invalid!
_b is invalid!
begin collect...
gc: uncollectable <cgcleaka 012aa110="">
gc: uncollectable <cgcleakb 012aa0b0="">
gc: uncollectable <dict 012ac1e0="">
gc: uncollectable <dict 012ac0c0="">
unreachable object num:4
garbage object num:2
#-----------------------------------------
</dict></dict></cgcleakb></cgcleaka>

#-----------------------------------------
begin leak test...
ref count0:a=2 b=3 # 注：此处