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創(chuàng)新互聯(lián)Python教程：使對象類型支持循環(huán)垃圾回收

使對象類型支持循環(huán)垃圾回收

python 對循環(huán)引用的垃圾檢測與回收需要“容器”對象類型的支持，此類型的容器對象中可能包含其它容器對象。不保存其它對象的引用的類型，或者只保存原子類型（如數(shù)字或字符串）的引用的類型，不需要顯式提供垃圾回收的支持。

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若要創(chuàng)建一個容器類，類型對象的 tp_flags 字段必須包含 Py_TPFLAGS_HAVE_GC 并提供一個 tp_traverse 處理的實現(xiàn)。如果該類型的實例是可變的，還需要實現(xiàn) tp_clear 。

Py_TPFLAGS_HAVE_GC

設(shè)置了此標(biāo)志位的類型的對象必須符合此處記錄的規(guī)則。為方便起見，下文把這些對象稱為容器對象。

容器類型的構(gòu)造函數(shù)必須符合兩個規(guī)則：

必須使用 PyObject_GC_New() 或 PyObject_GC_NewVar() 為這些對象分配內(nèi)存。
初始化了所有可能包含其他容器的引用的字段后，它必須調(diào)用 PyObject_GC_Track() 。

同樣的，對象的釋放器必須符合兩個類似的規(guī)則：

在引用其它容器的字段失效前，必須調(diào)用 PyObject_GC_UnTrack() 。
必須使用 PyObject_GC_Del() 釋放對象的內(nèi)存。
警告
如果一個類型添加了 Py_TPFLAGS_HAVE_GC，則它必須實現(xiàn)至少一個 tp_traverse 句柄或顯式地使用來自其一個或多個子類的句柄。
當(dāng)調(diào)用 PyType_Ready() 或者 API 中某些間接調(diào)用它的函數(shù)例如 PyType_FromSpecWithBases() 或 PyType_FromSpec() 時解釋器就自動填充 tp_flags, tp_traverse 和 tp_clear 字段，如果該類型是繼承自實現(xiàn)了垃圾回收器協(xié)議的類并且該子類沒有包括 Py_TPFLAGS_HAVE_GC 旗標(biāo)的話。

TYPE *PyObject_GC_New(TYPE, PyTypeObject *type)

類似于 PyObject_New() ，適用于設(shè)置了 Py_TPFLAGS_HAVE_GC 標(biāo)簽的容器對象。

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

類似于 PyObject_NewVar() ，適用于設(shè)置了 Py_TPFLAGS_HAVE_GC 標(biāo)簽的容器對象。

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

為 PyObject_NewVar() 所分配對象重新調(diào)整大小。返回調(diào)整大小后的對象或在失敗時返回 NULL。 op 必須尚未被垃圾回收器追蹤。

void PyObject_GC_Track(PyObject *op)

Part of the Stable ABI.

把對象 op 加入到垃圾回收器跟蹤的容器對象中。對象在被回收器跟蹤時必須保持有效的，因為回收器可能在任何時候開始運行。在 tp_traverse 處理前的所有字段變?yōu)橛行Ш?，必須調(diào)用此函數(shù)，通常在靠近構(gòu)造函數(shù)末尾的位置。

int PyObject_IS_GC(PyObject *obj)

如果對象實現(xiàn)了垃圾回收器協(xié)議則返回非零值，否則返回 0。

如果此函數(shù)返回 0 則對象無法被垃圾回收器追蹤。

int PyObject_GC_IsTracked(PyObject *op)

Part of the Stable ABI since version 3.9.

如果 op 對象的類型實現(xiàn)了 GC 協(xié)議且 op 目前正被垃圾回收器追蹤則返回 1，否則返回 0。

這類似于 Python 函數(shù) gc.is_tracked()。

3.9 新版功能.

int PyObject_GC_IsFinalized(PyObject *op)

Part of the Stable ABI since version 3.9.

如果 op 對象的類型實現(xiàn)了 GC 協(xié)議且 op 已經(jīng)被垃圾回收器終結(jié)則返回 1，否則返回 0。

這類似于 Python 函數(shù) gc.is_finalized()。

3.9 新版功能.

void PyObject_GC_Del(void *op)

Part of the Stable ABI.

釋放對象的內(nèi)存，該對象初始化時由 PyObject_GC_New() 或 PyObject_GC_NewVar() 分配內(nèi)存。

void PyObject_GC_UnTrack(void *op)

Part of the Stable ABI.

從回收器跟蹤的容器對象集合中移除 op 對象。請注意可以在此對象上再次調(diào)用 PyObject_GC_Track() 以將其加回到被跟蹤對象集合。釋放器 (tp_dealloc 句柄) 應(yīng)當(dāng)在 tp_traverse 句柄所使用的任何字段失效之前為對象調(diào)用此函數(shù)。

在 3.8 版更改: _PyObject_GC_TRACK() 和 _PyObject_GC_UNTRACK() 宏已從公有 C API 中移除。

tp_traverse 處理接收以下類型的函數(shù)形參。

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

Part of the Stable ABI.

傳給 tp_traverse 處理的訪問函數(shù)的類型。object 是容器中需要被遍歷的一個對象，第三個形參對應(yīng)于 tp_traverse 處理的 arg 。Python核心使用多個訪問者函數(shù)實現(xiàn)循環(huán)引用的垃圾檢測，不需要用戶自行實現(xiàn)訪問者函數(shù)。

tp_traverse 處理必須是以下類型：

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

Part of the Stable ABI.

用于容器對象的遍歷函數(shù)。它的實現(xiàn)必須對 self 所直接包含的每個對象調(diào)用 visit 函數(shù)，visit 的形參為所包含對象和傳給處理程序的 arg 值。 visit 函數(shù)調(diào)用不可附帶 NULL 對象作為參數(shù)。如果 visit 返回非零值，則該值應(yīng)當(dāng)被立即返回。

為了簡化 tp_traverse 處理的實現(xiàn)，Python提供了一個 Py_VISIT() 宏。若要使用這個宏，必須把 tp_traverse 的參數(shù)命名為 visit 和 arg 。

void Py_VISIT(PyObject *o)

如果 o 不為 NULL，則調(diào)用 visit 回調(diào)函數(shù)，附帶參數(shù) o 和 arg。如果 visit 返回一個非零值，則返回該值。使用此宏之后，tp_traverse 處理程序的形式如下:

 
 
 
 
  
  
  
  static int  
  
  
  my_traverse(Noddy *self, visitproc visit, void *arg)  
  
  
  {  
  
  
   Py_VISIT(self->foo);  
  
  
   Py_VISIT(self->bar);  
  
  
   return 0;  
  
  
  }

tp_clear 處理程序必須為 inquiry 類型，如果對象不可變則為 NULL。

typedef int (*inquiry)(PyObject *self)

Part of the Stable ABI.

丟棄產(chǎn)生循環(huán)引用的引用。不可變對象不需要聲明此方法，因為他們不可能直接產(chǎn)生循環(huán)引用。需要注意的是，對象在調(diào)用此方法后必須仍是有效的（不能對引用只調(diào)用 Py_DECREF() 方法）。當(dāng)垃圾回收器檢測到該對象在循環(huán)引用中時，此方法會被調(diào)用。

控制垃圾回收器狀態(tài)

這個 C-API 提供了以下函數(shù)用于控制垃圾回收的運行。

Py_ssize_t PyGC_Collect(void)

Part of the Stable ABI.

執(zhí)行完全的垃圾回收，如果垃圾回收器已啟用的話。（請注意 gc.collect() 會無條件地執(zhí)行它。）

返回已回收的 + 無法回收的不可獲取對象的數(shù)量。如果垃圾回收器被禁用或已在執(zhí)行回收，則立即返回 0。在垃圾回收期間發(fā)生的錯誤會被傳給 sys.unraisablehook。此函數(shù)不會引發(fā)異常。

int PyGC_Enable(void)

Part of the Stable ABI since version 3.10.

啟用垃圾回收器：類似于 gc.enable()。返回之前的狀態(tài)，0 為禁用而 1 為啟用。

3.10 新版功能.

int PyGC_Disable(void)

Part of the Stable ABI since version 3.10.

禁用垃圾回收器：類似于 gc.disable()。返回之前的狀態(tài)，0 為禁用而 1 為啟用。

3.10 新版功能.

int PyGC_IsEnabled(void)

Part of the Stable ABI since version 3.10.

查詢垃圾回收器的狀態(tài)：類似于 gc.isenabled()。返回當(dāng)前的狀態(tài)，0 為禁用而 1 為啟用。

3.10 新版功能.

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控制垃圾回收器狀態(tài)

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