Py_DECREF和PY_INCREF的目的是什么？

Question

我在看关于如何在Python中定义“新类型”的教程，https://docs.python.org/2/extending/newtypes.html，但是我不太明白在这段代码中使用Py_DECREF的目的是什么。

static PyObject *
Noddy_new(PyTypeObject *type, PyObject *args, PyObject *kwds)
{
    Noddy *self;

    self = (Noddy *)type->tp_alloc(type, 0);
    if (self != NULL) {
        self->first = PyString_FromString("");
        if (self->first == NULL)
          {
            Py_DECREF(self);
            return NULL;
          }

        self->last = PyString_FromString("");
        if (self->last == NULL)
          {
            Py_DECREF(self);
            return NULL;
          }

        self->number = 0;
    }

    return (PyObject *)self;
}

我对引用计数的理解还不太清楚，任何帮助都非常感谢。

Answer 1

引用计数是一种管理内存的方法，Python会记录有多少个“拥有引用”指向一个对象。当你创建一个新的“拥有引用”指向某个对象时，引用计数就需要加1；当一个拥有引用不再使用这个对象时，引用计数就需要减1。如果引用计数降到0，说明没有人再使用这个对象了，这时就可以释放它的内存。

C语言没有自动处理引用计数的功能，所以需要手动来管理。为了减少增加和减少引用计数的操作，Python的C API引入了“借用”和“窃取”引用的概念。一般来说，参数是借用引用，而返回值则是转移引用的所有权。不过也有一些例外，比如处理列表和元组的函数。

tp_alloc函数会创建一个新的对象，并给它一个引用，然后把这个引用的所有权转给你。在正常情况下，你会在完成对象的构建后，把这个引用的所有权再转给调用你函数的地方。

但如果出现问题，你可能会有一个构建不完全的对象需要处理，这时候就需要调用Py_Decref来减少引用计数。

Answer 2

在这个情况下，Py_DECREF 只是释放了用 tp->alloc 分配的内存。

tp->alloc 会把引用计数设置为 1。Py_DECREF 会把引用计数从 1 减少到 0；当它发现引用计数变为 0 时，就会调用相应的函数来释放内存（在这个例子中是 Noddy_dealloc）。

如果一个 Python C API 函数返回 NULL，那就说明出现了问题；通常会设置一个异常（保存在一个全局变量中）。

如果调用者再次返回 NULL，异常就会被链接在一起，所以才会出现 'return NULL' 的情况。

Answer 3

CPython的垃圾回收器使用了一种叫做“引用计数”的方法，也就是说，它会维护一个对象的引用列表。如果一个对象的引用计数降到零，就意味着这个对象可以被安全地释放掉，不再占用内存空间。

因此，当我们定义PyObjects时，必须明确地调用Py_INCREF和Py_DECREF，这两个函数分别用来增加和减少对象的引用计数。