在 Python 中依赖 __del__() 进行清理不可靠吗？

Question

我正在阅读有关在 Python 中清理对象的不同方法，我偶然发现了这些问题（1、2），它们基本上说使用__del__() 进行清理是不可靠的，下面的代码应该是避免：

def __init__(self):
    rc.open()

def __del__(self):
    rc.close()

问题是，我使用的正是这段代码，我无法重现上述问题中引用的任何问题。据我所知，我无法使用with 语句替代，因为我为闭源软件（testIDEA，有人吗？）提供了一个 Python 模块，该软件将创建特定类的实例并处理他们，这些实例必须准备好在两者之间提供服务。我看到的__del__() 的唯一替代方法是根据需要手动调用open() 和close()，我认为这很容易出错。

我明白，当我关闭解释器时，无法保证我的对象会被正确销毁（这并没有给我带来太多困扰，哎呀，即使是 Python 作者也认为没问题）。除此之外，我是不是用__del__()进行清理玩火？

Answer 1

您观察到垃圾收集语言中终结器的典型问题。 Java 有，C# 有，它们都提供了基于作用域的清理方法，比如 Python 的 with 关键字来处理它。

主要问题是，垃圾收集器负责清理和销毁对象。在 C++ 中，对象在超出范围时会被销毁，因此您可以使用 RAII 并具有明确定义的语义。在 Python 中，只要 GC 喜欢，对象就会超出范围并继续存在。根据您的 Python 实现，这可能会有所不同。具有基于引用计数的 GC 的 CPython 相当温和（因此您很少会看到问题），而 PyPy、IronPython 和 Jython 可能会使对象保持活动很长时间。

例如：

def bad_code(filename):
    return open(filename, 'r').read()

for i in xrange(10000):
    bad_code('some_file.txt')

bad_code 泄露文件句柄。在 CPython 中，这无关紧要。引用计数降至零，并立即被删除。在 PyPy 或 IronPython 中，您可能会遇到 IOErrors 或类似问题，因为您用尽了所有可用的文件描述符（在 Unix 上最多 ulimit 或在 Windows 上最多 509 个句柄）。

如果您需要保证清理，最好使用上下文管理器和with 进行基于范围的清理。您确切地知道您的对象何时完成。但有时你不能轻易地强制执行这种范围清理。那是您可以使用__del__、atexit 或类似结构来尽最大努力进行清理的时候。不可靠，但聊胜于无。

您可以通过显式清理或强制执行显式范围来给用户带来负担，或者您可以与__del__ 赌一把，不时看到一些奇怪的东西（尤其是解释器关闭）。

Answer 2

使用__del__ 运行代码存在一些问题。

首先，它仅在您积极跟踪引用时才有效，即使那样，也不能保证它会立即运行，除非您在整个代码中手动启动垃圾收集。我不了解你，但是自动垃圾收集在准确跟踪引用方面已经让我很受宠若惊了。即使您对代码非常勤奋，您也依赖于使用您的代码的其他用户，在引用计数方面同样勤奋。

第二，在很多情况下__del__ 永远不会运行。初始化和创建对象时是否出现异常？解释器退出了吗？某处有循环引用吗？是的，这里有很多可能出错的地方，而且很少有办法干净而一致地处理它。

三，即使它确实运行了，它也不会引发异常，因此您不能像处理其他代码那样处理来自它们的异常。几乎不可能保证来自各种对象的__del__ 方法将以任何特定的顺序运行。因此，析构函数最常见的用例——清理和删除一堆对象——是毫无意义的，不太可能按计划进行。

如果您真的希望代码运行，还有更好的机制——上下文管理器、信号/槽、事件等。

Answer 3

如果您使用的是 CPython，那么只要对象的引用计数达到零，__del__ 就会完全可靠且可预测地触发。 https://docs.python.org/3/c-api/intro.html 状态的文档：

当一个对象的引用计数变为零时，该对象被释放。如果它包含对其他对象的引用，则它们的引用计数会减少。如果这个减量使它们的引用计数变为零，那么这些其他对象可能会被依次释放，等等。

您可以自己轻松测试并看到这种即时清理：

>>> class Foo:
...     def __del__(self):
...         print('Bye bye!')
... 
>>> x = Foo()
>>> x = None
Bye bye!
>>> for i in range(5):
...     print(Foo())
... 
<__main__.Foo object at 0x7f037e6a0550>
Bye bye!
<__main__.Foo object at 0x7f037e6a0550>
Bye bye!
<__main__.Foo object at 0x7f037e6a0550>
Bye bye!
<__main__.Foo object at 0x7f037e6a0550>
Bye bye!
<__main__.Foo object at 0x7f037e6a0550>
Bye bye!
>>>

（尽管如果您想在 REPL 中测试涉及 __del__ 的内容，请注意最后计算的表达式的结果将存储为 _，这算作参考。）

换句话说，如果您的代码将严格在 CPython 中运行，依赖 __del__ 是安全的。