Python ctypes.string_at 释放行为

Question

我正在使用ctypes这个工具，把一些C语言写的函数从一个DLL文件中暴露给Python脚本。这里有一个函数返回的是一个动态大小的字符数组，我想在Python中读取这个数组的内容，同时也希望在用完这个数组后能正确释放它占用的内存。

下面是一个C语言的示例代码：

...

#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
    __declspec(dllexport) char * WINAPI get_str()
    {
        int str_len = ... // figure out how long it is gonna be and set it here
        char *ary = (char *)malloc(sizeof(char) * str_len);

        // populate the array
        ...

        ary[str_len - 1] = '\0';

        return ary;
    }

#ifdef __cplusplus
}
#endif

我编译了我的DLL，把它复制到一个可以找到的地方，然后用下面的Python代码：

import ctypes

my_dll = ctypes.WinDLL("MyDLLName.dll")

some_str = ctypes.string_at(my_dll.get_str())

print some_str

这段代码的运行效果和预期的一样都没问题。我的问题是：因为ctypes.string_at会在指定的内存位置创建一个字符串，当some_str在Python解释器中超出作用域时，那块内存会被垃圾回收吗？还是说我需要手动释放它呢？

Answer 1

string_at 是用来创建一个新的 Python 字符串，这个字符串会在新的内存位置上生成，和你最开始调用它的内存位置完全没有关系。

Python 或者 ctypes 并不知道你原生代码返回了什么 - 对它来说，这只是一个数字（在这个情况下，它恰好是一个有效的指针）。

所以，简单来说，如果你写了 C 代码来分配内存，那么你也应该写相应的 C 代码来释放这块内存 - 然后从使用 ctypes 的 Python 代码中调用这个释放内存的 C 代码。

对于像这样的简单脚本和示例，因为你知道这是一个简单的分配字符串，你可以直接在 Python 端使用 ctypes 调用系统的 free 函数来释放它。

也就是说，把返回的指针存储在一个 Python 变量中：（你可以选择将它转换为合适的 ctypes 指针类型），在运行完 string_at 之后，使用：

pointer = my_dll.get_str()
some_str = ctypes.string_at(pointer)
# This is windows specific - 
# on Posix, one have to load "libc.so" and use "free" from there:
ctypes.cdll.msvcrt.free(pointer)