Python 内存泄漏分析与修复指南

要修复Python中的内存泄漏，需识别常见泄漏点并针对性处理。以下是典型泄漏场景及修复方法：

示例泄漏代码：

import gc

class A:
    def __init__(self):
        self.b = None
    def __del__(self):
        print("A destroyed")

class B:
    def __init__(self):
        self.a = None
    def __del__(self):
        print("B destroyed")

def create_leak():
    a = A()
    b = B()
    a.b = b
    b.a = a  # 循环引用

create_leak()
gc.collect()  # 对象仍存在于gc.garbage中

泄漏分析：

1. 循环引用：A和B实例互相引用，形成循环。
2. __del__方法阻碍回收：Python垃圾回收器无法处理带有__del__的循环引用对象，导致它们滞留内存。

修复步骤：

1. 使用弱引用打破循环：
   将其中一个引用改为weakref，避免循环强引用。

   import weakref
   
   class A:
       def __init__(self):
           self.b = None
       # 移除__del__方法或确保其无害
   
   class B:
       def __init__(self):
           self.a = weakref.ref(self)  # 弱引用
   

2. 避免使用__del__方法：
   改用显式资源管理（如.close()方法）或上下文管理器。

   class A:
       def __init__(self):
           self.b = None
       def close(self):
           # 清理资源
           pass
   
   with A() as a:
       # 使用a
   

3. 手动断开循环引用（若必须保留__del__）：

   def create_leak():
       a = A()
       b = B()
       a.b = b
       b.a = a
       # 使用后手动断开
       a.b = None
       b.a = None
   

4. 检查全局缓存：
   若使用全局列表/字典缓存数据，需限制大小或定期清理。

   from collections import deque
   MAX_CACHE = 100
   cache = deque(maxlen=MAX_CACHE)  # 自动丢弃旧数据
   

修复后代码：

import weakref

class A:
    def __init__(self):
        self.b = None

class B:
    def __init__(self):
        self.a = None  # 弱引用

def create_no_leak():
    a = A()
    b = B()
    a.b = b
    b.a = weakref.ref(a)  # B对A的弱引用

create_no_leak()
gc.collect()  # 对象被正确回收

关键点总结：

• 避免循环引用+__del__组合：优先使用弱引用或移除__del__。
• 显式资源管理：用with或.close()替代__del__。
• 监控全局状态：确保缓存和全局变量不会无限增长。
• 利用工具检测：使用gc模块、tracemalloc或objgraph定位泄漏源。

通过消除不必要的对象保留和正确管理引用，可有效解决Python中的内存泄漏问题。