Python的垃圾回收会处理这种引用循环吗？

Question

使用 objgraph，我发现了一堆像这样的对象：

Python的垃圾回收器会处理像这样的循环引用吗，还是会造成内存泄漏呢？

这是循环的稍微宽一点的视图：

Answer 1

Python的垃圾回收机制是用来检查所有活着的对象，找到那些没有外部引用的循环引用，并把它们清除掉。

你可以通过运行 gc.collect() 来验证这个过程，然后打印出 gc.garbage 和 gc.get_objects 来查看结果。

Answer 2

为了进一步解释Frédéric的回答，文档中关于“引用计数”的部分很好地说明了补充的循环检测。

因为我觉得解释事情是确认自己理解的好方法，这里有一些例子……使用这两个类：

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


class NoDel(object):
    pass

当创建一个对象并失去对a的引用时，会触发__del__方法，这要归功于引用计数：

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

如果我们在两个对象之间创建一个没有 __del__方法的引用循环，依然不会出现内存泄漏，这次是因为有循环检测。首先，开启垃圾回收的调试输出：

>>> 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
[]

(这里的dict来自对象内部的__dict__属性)

一切都很好，直到循环中的任意一个对象包含__del__方法：

>>> 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提到的，可以通过weakref来打破这个循环：

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

然后当对WithDel对象的b引用丢失时，尽管存在循环，它也会被删除：

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

哦，objgraph会很有帮助地指出有问题的__del__方法，如下所示

Answer 3

Python的标准引用计数机制无法处理循环引用，所以你提到的结构会导致内存泄漏。

不过，Python默认开启了一个额外的垃圾回收机制，它可以释放这些结构，只要这些结构的组成部分不再被外部访问到，并且它们没有定义__del__()方法。

如果有定义__del__()方法，垃圾回收器就不会释放它们，因为它无法确定安全的顺序来执行这些__del__()方法。