Python WeakValueDictionary 在 IPython 中的 gc.collect() 之后保留值

Question

我正在尝试了解 Python weakref 模块及其用例，因此我有以下设置：

import gc, weakref

class obj(object):
    def __init__(self, val=None):
        self._s = "Sample" if not val else " ".join(["Sample:", str(val)])
    def sample(self):
        return self._s

ol = [obj(x) for x in range(1,4)]
o1 = obj(1)
o2 = obj(2)
o3 = obj(3)

wdict1 = weakref.WeakValueDictionary({k:ol[k-1] for k in range(1,4)})

wdict2 = weakref.WeakValueDictionary()
wdict2[1] = o1
wdict2[2] = o2
wdict2[3] = o3

运行我的测试后，我可以清楚地看到，WeakValueDictionary 以某种方式保留了所有值，即使我已明确调用 gc.collect()。据我了解并如下文answer 所述，调用gc.collect() 应该删除所有弱引用的值。

In [2]: wdict1.items()
Out[2]: 
[(1, <__main__.obj at 0x7fea09c0be90>),
 (2, <__main__.obj at 0x7fea09c0bf10>),
 (3, <__main__.obj at 0x7fea09c0bf50>)]

In [3]: wdict2.items()
Out[3]: 
[(1, <__main__.obj at 0x7fea09c51790>),
 (2, <__main__.obj at 0x7fea09c0bed0>),
 (3, <__main__.obj at 0x7fea09c0bf90>)]

In [4]: del ol[0]

In [5]: del o1

In [6]: gc.collect()
Out[6]: 64

In [7]: wdict1.items()
Out[7]: 
[(1, <__main__.obj at 0x7fea09c0be90>),
 (2, <__main__.obj at 0x7fea09c0bf10>),
 (3, <__main__.obj at 0x7fea09c0bf50>)]

In [8]: wdict2.items()
Out[8]: 
[(1, <__main__.obj at 0x7fea09c51790>),
 (2, <__main__.obj at 0x7fea09c0bed0>),
 (3, <__main__.obj at 0x7fea09c0bf90>)]

In [9]: del ol[0]

In [10]: del o2

In [11]: gc.collect()
Out[11]: 0

In [12]: wdict1.items()
Out[12]: 
[(1, <__main__.obj at 0x7fea09c0be90>),
 (2, <__main__.obj at 0x7fea09c0bf10>),
 (3, <__main__.obj at 0x7fea09c0bf50>)]

In [13]: wdict2.items()
Out[13]: 
[(1, <__main__.obj at 0x7fea09c51790>),
 (2, <__main__.obj at 0x7fea09c0bed0>),
 (3, <__main__.obj at 0x7fea09c0bf90>)]

In [14]: weakref.getweakrefs(ol[0])
Out[14]: [<weakref at 0x7fea0ab05470; to 'obj' at 0x7fea09c0bf50>]

In [15]: weakref.getweakrefs(o3)
Out[15]: [<weakref at 0x7fea09c060b0; to 'obj' at 0x7fea09c0bf90>]

In [16]: wdict1[1].sample()
Out[16]: 'Sample: 1'

In [17]: wdict2[2].sample()
Out[17]: 'Sample: 2'

我的代码有什么问题，为什么保留了所有弱引用的值？

Answer 1

问题是 IPython 使用以下方式保持对您的对象的引用 -

1. _ - 最后一条语句的结果。

2. __ - 倒数第二个语句的结果。

3. ___ - 倒数第三个语句的结果。

4. In[num] - 为提示号 num 运行的语句字符串

5. Out[num] - 提示号num 语句的结果/输出。

来自documentation-

输入和输出历史记录保存在名为 In 和 Out 的变量中，由提示数字键入，例如In[4]。输出历史中的最后三个对象也保存在名为 _、__ 和 ___ 的变量中。

您实际上可以尝试运行Out[2] 并看到它是对wdict1.items() 结果的引用（如果您在2 提示号中运行了该语句，就像您在示例中给出的那样）。

IPython 很可能会保留大量对您的对象的此类引用，因此当您删除 ol[0] 或 o1 之类的名称之一，然后执行 gc.collect 时。它实际上并没有收集对象，因为仍然存在对对象的引用（在 _ 或 __ 或 ___ 或 Out[num] 中）。

我能想到的两个解决方案 -

1. 使用%xdel 魔术命令删除引用，例如%xdel ol[0]，而不是del ol[0]。这将导致 IPython 清除它保留的所有引用。基于documentation -

删除一个变量，试图从任何 IPython 机器引用它的地方清除它。

1. 您可以尝试将此测试作为脚本运行，而不是以交互方式运行，在这种情况下，不会创建这些额外的引用，并且您应该会看到正确的行为。