Python源码解析: PyObject 引用计数 refchain

版本,Python3.7.2

引用计数器的管理

Python通过引用计数来管理对象的生命周期，同时，其多态性也与引用计数有关。

Python对所有的对象，都是通过其父类PyObject进行统一管理。

_Py_NewReference(PyObject *op)这个函数相当简单，就是初始化计数op->refcnt=1，同时，该函数把新创建的这个PyObject* op添加到refchain，在下面的代码中，_Py_AddToAllObjects的关键几行特意给出了数字标注，插入op的过程如下图所示，其中(1)(2)(3)(4)分别对应图中建立的箭头1，2，3，4所示的关系

void _Py_AddToAllObjects(PyObject *op, int force){
    ....
    if (force || op->_ob_prev == NULL) {
        op->_ob_next = refchain._ob_next;   （1）
        op->_ob_prev = &refchain;           （2）
        refchain._ob_next->_ob_prev = op;   （3）
        refchain._ob_next = op;             （4）
    }
}

_Py_NewReference(PyObject *op)
{
    _Py_INC_REFTOTAL; // _Py_RefTotal++
    op->ob_refcnt = 1;
    _Py_AddToAllObjects(op, 1);
    _Py_INC_TPALLOCS(op);
}

函数_Py_ForgetReference(PyObject *op)就是上述创建过程的逆过程，也就是把PyObject* op从refchain链中删除掉， 典型的情况下，_Py_Dealloc(PyObject *op)会调用该_Py_ForgetReference函数并负责调用相关的析构函数来清理内存。这里也是一个典型的由C构造出来的多态性，析构函数dealloc由不同的对象根据自身的类型决定，也就是Py_TYPE(op)->tp_dealloc，比如List和float类型的对象，析构函数就不一样，源码如下所示

void _Py_ForgetReference(PyObject *op)
{
   ....
    // main part of the removal
    op->_ob_next->_ob_prev = op->_ob_prev;
    op->_ob_prev->_ob_next = op->_ob_next;
    op->_ob_next = op->_ob_prev = NULL;
}

void _Py_Dealloc(PyObject *op)
{
    destructor dealloc = Py_TYPE(op)->tp_dealloc;
    _Py_ForgetReference(op);
    (*dealloc)(op);
}