Python 源码剖析(一)【python对象】

python

处于研究python内存释放问题,在阅读部分python源码,顺便记录下所得。
(基于《python源码剖析》(v2.4.1)与 python源码(v2.7.6))

先列下总结:
        python 中一切皆为对象,所以会先讲明白python中的对象,然后开始整理最简单的两个类型,整形和字符串;然后会进一步探索容器类型,会讲 List 和 Dict,以及内存管理机制。有时间精力会总结下《python源码剖析》作者的 python模拟程序、编译的code对象与pyc文件、python虚拟机相关知识,运行环境,模块动态加载、多线程机制。

 

直入主题,开始总结。


一、Python对象

1、对象

2、对象类型

3、继承与多态

4、引用计数

5、对象分类


1、对象

python中一切皆为对象,包括自定义类型,int、str、list、dict等都是对象,先看看所有对象的基石:

*定长对象(int,str):

[object.h]

typedef struct_object{

PyObject_HEAD

}PyObject;

*变长对象(list,dict..):

[object.h]

typedef struct{

PyObject_VAR_HEAD

}PyVarObject;

//前者依赖于PyObject_HEAD,后者依赖于PyObject_VAR_HEAD,看看两者不同:


图1-1-1

由图1-1-1可见,定长对象中有

ob_refcnt、ob_type这两个变量,变长对象中多了一个ob_size变量;其中,ob_refcnt用于引用计数机制,ob_type是一个指向_typeobject结构体的指针,ob_size指变长对象中包含的元素个数。

ob_refcnt后面内存回收时再讲,大概就是某个对象A,对其有引用时引用计数增加,释放时引用计数减少,引用计数为0时将回收对象A,从堆上删除释放内存。

ob_type中_typeobject结构体,用于指定一个对象类型的类型对象。有点拗口,下节讲。

ob_size用于指明容器对象中拥有元素的个数,不是字节数。


2、对象类型

现在分析上节提到的_typeobject,类型对象。

 

 


 


图1-2-1

_typeobject是比较大的一个结构体,主要有四类信息:

1、类型名tp_name,用于pyhton内部及调试;

2、创建该类型对象时分配内存空间大小信息,tp_basicsize和tp_itemsize;

3、与该对象有关的操作信息,如hashfunc(函数指针),操作主要分为标准操作、标准操作族、其他操作;

4、类型信息;

_typeobject头部中有PyObject_VAR_HEAD,说明类型也是一个对象,而类型对象的类型则是PyType_Type(图1-2-2):


图1-2-2

例如整形int(图1-2-3):


图1-2-3

其运行时对象类型关系(图1-2-4):


图1-2-4


3、继承与多态

通过前面的PyObject和类型对象,Python利用C语言实现继承和多态。首先,Python中所有内建对象和内部使用对象在最开始内存区域都有一个PyObject,相当于这些对象都继承于PyObject;在建立一个对象时,如PyIntObject,这对象由PyObject*维护而非PyIntObject*维护,而这指针指向的类型只能从ob_type域判断,从而实现多态。


4、引用计数

Python内建了垃圾收集机制,使用每个对象共有的ob_refcnt来维护引用计数,通过PyINCREF(op)和Py_DECREF(op)两个宏来增减对象引用计数,当引用计数为0后通过tp_dealloc释放其内存和系统资源。在对象初始化时,通过_Py_NewReference(op)将对象引用计数初始化为1。(代码如图1-4-1)


图1-4-1

还有要注意的是,但引用计数减为0时,会调用该对象的析构函数,但不一定会调用free,频繁申请、释放内存降会低执行效率,Python使用内存池计数作为补充。


5、对象分类

1、Math:数值对象

2、Container:容器对象

3、Composition:程序结构对象

4、Internal:内部使用对象

图示(图1-5-1):


图1-5-1

 

 

 

以上是 Python 源码剖析(一)【python对象】 的全部内容, 来源链接: utcz.com/z/387005.html

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