如何在Python中可靠地进行清理？

Question

我有一些 ctypes 绑定，对于每个 body.New 我应该调用 body.Free。 我绑定的库没有与其余代码隔离的分配例程（它们可以在任何地方调用），并且要使用一些有用的功能，我需要进行循环引用。

我认为如果我能找到一种可靠的方法将析构函数挂接到对象上就可以解决。 （如果他们在数据被删除之前给我回调，weakrefs会有所帮助。

所以显然，当我放入velocity_func时，这段代码会失败：

class Body(object):
    def __init__(self, mass, inertia):
        self._body = body.New(mass, inertia)

    def __del__(self):
        print '__del__ %r' % self
        if body:
            body.Free(self._body)

    ...        

    def set_velocity_func(self, func):
        self._body.contents.velocity_func = ctypes_wrapping(func)

我也尝试通过weakrefs来解决它，这些事情似乎变得更糟，只是在很大程度上更加不可预测

即使我不放入velocity_func，至少当我这样做时会出现循环：

class Toy(object):
    def __init__(self, body):
        self.body.owner = self

...

def collision(a, b, contacts):
    whatever(a.body.owner)

那么如何确保结构将被垃圾收集，即使它们被分配了。 /被共享库释放？

如果您对更多详细信息感兴趣，有存储库：http://bitbucket。 org/cheery/ctypes-chipmunk/

Answer 1

不幸的是，你想要做的是创建一个对象来分配东西，然后当该对象不再使用时自动释放，这在Python中几乎是不可能的。 del 语句不保证被调用，因此您不能依赖它。

Python 中的标准方法很简单：

try:
    allocate()
    dostuff()
finally:
    cleanup()

或者从 2.5 开始，您还可以创建上下文管理器并使用 with 语句，这是一种更简洁的方法。

但这两者主要适用于在代码片段开头分配/锁定的情况。 如果您想在程序的整个运行过程中分配资源，则需要在启动时、程序的主代码运行之前分配资源，然后再释放。 这里没有介绍一种情况，那就是当您想要动态分配和释放许多资源并在代码中的许多地方使用它们时。 例如，您想要一个内存缓冲区池或类似的池。 但大多数情况都是针对内存的，Python 会为你处理这些问题，所以你不必担心这些。 当然，在某些情况下，您希望对非内存的内容进行动态池分配，然后您需要在示例中尝试的释放类型，而这对于 Python 来说是很棘手的。

Answer 2

如果弱引用没有被破坏，我想这可能会起作用：

from weakref import ref

pointers = set()

class Pointer(object):
    def __init__(self, cfun, ptr):
        pointers.add(self)
        self.ref = ref(ptr, self.cleanup)
        self.data = cast(ptr, c_void_p).value # python cast it so smart, but it can't be smarter than this.
        self.cfun = cfun

    def cleanup(self, obj):
        print 'cleanup 0x%x' % self.data
        self.cfun(self.data)
        pointers.remove(self)

def cleanup(cfun, ptr):
    Pointer(cfun, ptr)

我还尝试过。 重要的是，除了整数之外，指针没有任何对外部指针的强引用。 如果 ctypes 没有释放我应该通过绑定释放的内存，这应该可以工作。 是的，这基本上是一种黑客攻击，但我认为它可能比我之前尝试过的方法效果更好。

编辑：尝试过，在对我的代码进行小幅微调后它似乎可以工作。 令人惊讶的是，即使我从所有结构中删除 del ，它似乎仍然失败。 有趣但令人沮丧。

两者都不起作用，由于一些奇怪的机会，我能够在某些地方删除循环引用，但事情仍然失败。

编辑：好吧..弱引用毕竟被破坏了！ 因此，除了强制显式清理之外，Python 中可能没有可靠的清理解决方案。

Answer 3

在 CPython 中，__del__ 是对象的可靠析构函数，因为当引用计数达到零时，它总是会被调用（注意：可能存在这种情况 - 比如循环引用定义了 __del__ 方法的项目 - 引用计数永远不会达到零，但这是另一个问题）。

更新
从评论中，我了解到问题与对象的销毁顺序有关：body是一个全局对象，它在所有其他对象之前被销毁，因此它们不再可用。
实际上，使用全局对象并不好； 不仅是因为这样的问题，还因为维护。

然后，我会用类似这样的内容更改您的类

class Body(object):
    def __init__(self, mass, inertia):
        self._bodyref = body
        self._body = body.New(mass, inertia)

    def __del__(self):
        print '__del__ %r' % self
        if body:
            body.Free(self._body)

...        

def set_velocity_func(self, func):
    self._body.contents.velocity_func = ctypes_wrapping(func)

几个注意事项：

1. 更改只是添加对全局 body 对象的引用，因此该对象至少会与从该对象派生的所有对象一样存在班级。
2. 尽管如此，由于单元测试和维护的原因，使用全局对象并不好； 更好的是拥有一个对象工厂，它将为类设置正确的“主体”，并且在单元测试的情况下将轻松放置一个模拟对象。 但这实际上取决于您以及您认为在这个项目中付出多少努力才有意义。