Недавно мне довелось разобраться и устранить несколько утечек памяти в популярном фреймворке Торнадо. Не беда, если вы никогда его не использовали, потому что описанное будет мало связано с ним. Рассказать я хочу о методах, которые я использовал для поиска и устранения утечек.
Все сказанное будет по большей части справедливо только для самой популярной реализации Питона — CPython. Как известно, в нем есть два механизма освобождения памяти. Первый из них — подсчет ссылок. Каждый раз, когда вы явно или не явно создаете новый объект, его счетчик ссылок равен единице. Если вы присваиваете этот объект новой переменной или передаете в качестве аргумента, его счетчик ссылок увеличивается. При выходе из функции количество ссылок на объекты, которые были в локальных переменных и аргументах, уменьшается. Если для какого-то объекта количество ссылок становится равным нулю, он немедленно уничтожается.
Это схема отлично работает до тех пор, пока не появляются объекты, ссылающиеся друг на друга. Самый простой пример — узлы какого-то дерева, хранящие ссылки на свои дочерние и родительский узлы. Узлы продолжат ссылаться друг на друга, даже когда не останется других внешних ссылок ни на один из них. Самое неприятное, что такие узлы могут ссылаться на какие-то другие данные и не давать их освободить. Чтобы устранить такие циклические ссылки, в Питоне существует второй механизм освобождения памяти — сборщик мусора. Он запускается время от времени, ставя выполнение остального кода на паузу, и анализирует все неосвобожденные объекты.
Формально, циклические ссылки нельзя назвать утечками: сборка мусора рано или поздно уничтожит такие объекты. Беда только в том, что Питон не может сам определить, когда еще рано, а когда уже поздно. В моем случае система просто прибивала процесс с Питоном, если сборка мусора не начиналась вовремя.Читать полностью »
