继承自 int 的 Cython 扩展类型导致 MemoryError答案

【问题标题】：Cython Extension Type inheriting from int cause a MemoryError继承自 int 的 Cython 扩展类型导致 MemoryError
【发布时间】：2015-08-19 05:08:51
【问题描述】：

我正在尝试创建一个继承自 int 或 cython.int 的扩展类型。这对我来说是必要的，因为我需要能够将此类型用作某些列表/数组的索引。

这是在 Anaconda 上使用 Cython v0.22 重现 Python 2.7.9 Win32（我正在运行 Windows 7）上的错误的代码：

import cython
cimport cython


import sys


cdef class ExtendedInt(int):


    #cdef object __weakref__ # explicitly enable weakref for this extension type, will self-destruct when it is no longer strongly referenced.


    def __add__(a, b):
        return a+b


# Simple test case
def main():
    total_it = 1000
    for i in xrange(total_it):
        for j in xrange(10000000):
            ExtendedInt(j)
        sys.stdout.write("\rGenerating lists of ExtendedInt : %i/%i" % (i, total_it))

如果您尝试创建大量 ExtendedInt，会发生什么情况，Python 解释器在某些时候会因 MemoryError 而崩溃。使用上面的代码 sn-p，在我的具有 4 GB 内存的机器上，它在第 11 次迭代时崩溃，但这会因机器规格而异。我尝试启用weakref，但没有解决问题。

但是，如果您将“cdef class ExtendedInt(int):”替换为“class ExtendedInt(int)”（因此它不再是扩展类型而是简单的 Python 类），那么问题就不会发生，有没有 MemoryError 崩溃。

因此，从整数继承的扩展类型似乎没有被正确释放，即使我启用了 weakref。这是我应该在跟踪器上填写的错误还是我遗漏了什么？

这是当前 Cython 版本的错误吗？我在 bugtracker 上找不到任何参考资料……或者我遗漏了一些可以解决问题的东西？

【问题讨论】：

你试过cdef class ExtendedInt(cython.int): 吗？你提到了它，但在你的例子中，你似乎得到了 Python int...
是的，我试过了，但效果并不好。无论如何，我确认这是当前 Cython 的一个错误，感谢邮件列表。

标签： python inheritance crash cython

【解决方案1】：

Stefan Behnel discovered that the bug is in Python 2.7 inside intobject.c:

您的扩展类型会自动继承“int_free”插槽函数从它的基本类型开始，所以“int_dealloc()”中的“else”情况实际上会调用“int_free()”并将对象附加到空闲列表中尽管 not 完全属于 PyInt 类型。然后，当创建一个新的 ExtendedInt 实例，Python 的 int-subtype 实例化代码忽略空闲列表，而是创建一个全新的对象。

因此，空闲列表不断增长，直到填满所有内存和进程死亡。我创建了一个 CPython 票证。

这是link to the CPython ticket。

这是 Guido Van Rossum 的答案：

预期的解决方案是要求 int 子类覆盖 tp_free。

请注意，大部分代码都是在假设以下情况下编写的子类是使用类语句创建的（在常规 Python 模块，而不是 Cython）负责处理所有这些细节。那不意味着 Cython 尝试这个是错误的，但这确实意味着没有很多的文件，这也意味着我不认为你的事情被报告为 CPython 中的错误。

所以我不确定这是否会得到修复，或者 Cython 是否会实施解决方法。无论如何，对于那些和我遇到同样问题的人，你可以通过从 object 继承来解决这个问题，然后重新实现整数的魔法方法，比如 int、index、添加等，正如我在a concrete example here 中解释的那样。

【讨论】：