Python使对象类型支持循环垃圾回收

python lib

Python 对循环引用的垃圾检测与回收需要“容器”对象类型的支持，此类型的容器对象中可能包含其它容器对象。不保存其它对象的引用的类型，或者只保存原子类型（如数字或字符串）的引用的类型，不需要显式提供垃圾回收的支持。

若要创建一个容器类，类型对象的 tp_flags 字段必须包含 Py_TPFLAGS_HAVE_GC 并提供一个 tp_traverse 处理的实现。如果该类型的实例是可变的，还需要实现 tp_clear 。

Py_TPFLAGS_HAVE_GC

设置了此标志位的类型的对象必须符合此处记录的规则。为方便起见，下文把这些对象称为容器对象。

容器类型的构造函数必须符合两个规则：

TYPE* PyObject_GC_New(TYPE, PyTypeObject *type)¶

类似于 PyObject_New() ，适用于设置了 Py_TPFLAGS_HAVE_GC 标签的容器对象。

TYPE* PyObject_GC_NewVar(TYPE, PyTypeObject *type, Py_ssize_t size)¶

类似于 PyObject_NewVar() ，适用于设置了 Py_TPFLAGS_HAVE_GC 标签的容器对象。

TYPE* PyObject_GC_Resize(TYPE, PyVarObject *op, Py_ssize_t newsize)¶

为 PyObject_NewVar() 所分配对象重新调整大小。返回调整大小后的对象或在失败时返回 NULL。 op 必须尚未被垃圾回收器追踪。

void PyObject_GC_Track(PyObject *op)¶

把对象 op 加入到垃圾回收器跟踪的容器对象中。对象在被回收器跟踪时必须保持有效的，因为回收器可能在任何时候开始运行。在 tp_traverse 处理前的所有字段变为有效后，必须调用此函数，通常在靠近构造函数末尾的位置。

void _PyObject_GC_TRACK(PyObject *op)¶

PyObject_GC_Track() 的宏实现版本。它不能被用于扩展模块。

3.6 版后已移除: 这个宏在 Python 3.8 中被移除。

同样的，对象的释放器必须符合两个类似的规则：

void PyObject_GC_Del(void *op)¶

释放对象的内存，该对象初始化时由 PyObject_GC_New() 或 PyObject_GC_NewVar() 分配内存。

void PyObject_GC_UnTrack(void *op)¶

从回收器跟踪的容器对象集合中移除 op 对象。请注意可以在此对象上再次调用 PyObject_GC_Track() 以将其加回到被跟踪对象集合。释放器 (tp_dealloc 句柄) 应当在 tp_traverse 句柄所使用的任何字段失效之前为对象调用此函数。

void _PyObject_GC_UNTRACK(PyObject *op)¶

PyObject_GC_UnTrack() 的使用宏实现的版本。不能用于扩展模块。

3.6 版后已移除: 这个宏在 Python 3.8 中被移除。

tp_traverse 处理接收以下类型的函数形参。

int (*visitproc)(PyObject *object, void *arg)¶

传给 tp_traverse 处理的访问函数的类型。object 是容器中需要被遍历的一个对象，第三个形参对应于 tp_traverse 处理的 arg 。Python核心使用多个访问者函数实现循环引用的垃圾检测，不需要用户自行实现访问者函数。

tp_traverse 处理必须是以下类型：

int (*traverseproc)(PyObject *self, visitproc visit, void *arg)¶

用于容器对象的遍历函数。它的实现必须对 self 所直接包含的每个对象调用 visit 函数，visit 的形参为所包含对象和传给处理程序的 arg 值。 visit 函数调用不可附带 NULL 对象作为参数。如果 visit 返回非零值，则该值应当被立即返回。

为了简化 tp_traverse 处理的实现，Python提供了一个 Py_VISIT() 宏。若要使用这个宏，必须把 tp_traverse 的参数命名为 visit 和 arg 。

void Py_VISIT(PyObject *o)¶

如果 o 不为 NULL，则调用 visit 回调函数，附带参数 o 和 arg。如果 visit 返回一个非零值，则返回该值。使用此宏之后，tp_traverse 处理程序的形式如下:

staticint
my_traverse(Noddy*self,visitprocvisit,void*arg)
{
Py_VISIT(self->foo);
Py_VISIT(self->bar);
return0;
}

tp_clear 处理程序必须为 inquiry 类型，如果对象不可变则为 NULL。

int (*inquiry)(PyObject *self)¶

丢弃产生循环引用的引用。不可变对象不需要声明此方法，因为他们不可能直接产生循环引用。需要注意的是，对象在调用此方法后必须仍是有效的（不能对引用只调用 Py_DECREF() 方法）。当垃圾回收器检测到该对象在循环引用中时，此方法会被调用。