临时存储器的内存消耗和寿命

Question

我有一个python代码，其中内存消耗随着时间的推移而稳步增长。虽然有几个对象可以合法地增长相当大，但我试图了解我观察到的内存占用是由于这些对象，还是只是我把内存与没有得到适当处理的临时内存一起乱扔——这是一个最近从手动内存管理世界转变过来的人，我想我只是不太了解python运行时如何处理临时对象的一些非常基本的方面。你知道吗

考虑一个大致具有这种一般结构的代码（我省略了不相关的细节）：

def tweak_list(lst):
    new_lst = copy.deepcopy(lst)
    if numpy.random.rand() > 0.5:
        new_lst[0] += 1  # in real code, the operation is a little more sensible :-)
        return new_lst
    else:
        return lst


lst = [1, 2, 3]
cache = {}

# main loop
for step in xrange(some_large_number):

    lst = tweak_list(lst)    # <<-----(1)

    # do something with lst here, cut out for clarity

    cache[tuple(lst)] = 42   # <<-----(2)

    if step%chunk_size == 0:
        # dump the cache dict to a DB, free the memory (?)
        cache = {}           # <<-----(3)

问题：

1. 在tweak_list中创建的new_list的生存期是多少？它会在出口被销毁，还是会被垃圾收集（在哪一点？）。对tweak_list的重复调用是否会产生大量的小列表，这些小列表会在很长一段时间内挥之不去？你知道吗
2. 将list转换为tuple以用作dict键时是否有临时创建？你知道吗
3. 将dict设置为空会释放内存吗？你知道吗
4. 或者，我是不是从一个完全错误的角度来看待眼前的问题？你知道吗

Answer 1

1. new_lst在函数存在且未返回时被清除。它的引用计数下降到0，并且可以被垃圾收集。在当前的cpython实现中，这种情况会立即发生。你知道吗

   如果它被返回，new_lst引用的值替换了lst；lst引用的列表看到它的引用计数下降了1，但是new_lst最初引用的值仍然被另一个变量引用。

2. tuple()键是存储在dict中的值，因此这不是临时的。除了该元组之外，不会创建其他对象。

3. 用新的dict替换旧的cachedict将使引用计数减少1。如果cache是dict的唯一引用，它将被垃圾收集。然后，这将导致包含的所有元组键的引用计数减少1。如果没有其他引用，这些将被垃圾收集。

4. 请注意，当Python释放内存时，并不一定意味着操作系统会立即回收内存。大多数操作系统只会在需要内存做其他事情时才回收内存，而不是假定程序可能很快又需要部分或全部内存。