Python引用计数机制与底层实现解析

陆景行

发布时间：2026-10-13 | 6人浏览过

原创

本文深入解析Python通过引用计数实现自动垃圾回收的机制，介绍如何利用ctypes模块获取对象引用计数的具体代码示例，并结合dis模块分析相关操作的字节码指令，帮助开发者理解Python内存管理的底层逻辑。

本文通过具体实例详解Python中的引用计数机制，供读者参考学习。

为简化内存管理流程，Python采用引用计数机制实现自动垃圾回收。Python中每个对象均维护一个引用计数，用于统计该对象在不同位置被引用的次数。每当有变量引用该对象时，其引用计数加1；当引用被销毁时，计数减1。仅当引用计数归零时，Python才会真正从内存中释放该对象。

import ctypes
def get_ref(obj):
  """ returns a c_size_t, which is the refcount of obj """
  return ctypes.c_size_t.from_address(id(obj))
l = [1,2,3,4]
l2 =l
l_ref = get_ref(l)
print l_ref
del l
print l_ref
del l2
print l_ref
another_list = [0, 0, 7]
a_ref = get_ref(another_list)
print a_ref

代码执行输出如下：

c_ulong(2L) c_ulong(1L) c_ulong(0L) c_ulong(1L)

程序运行结果如下图所示：

此外，Python中用于编译成字节码分析的模块为 dis。

import dis # bytecode disassembler module
def time_2(x):
  return 2 * x
dis.dis(time_2)
print "*"*20
dis.dis(get_ref)

结合上述原理，测试示例代码如下：

import ctypes
import dis # bytecode disassembler module
def get_ref(obj):
  """ returns a c_size_t, which is the refcount of obj """
  return ctypes.c_size_t.from_address(id(obj))
def time_2(x):
  return 2 * x
dis.dis(time_2)
print "*"*20
dis.dis(get_ref)

运行结果如下：

7 0 LOAD_CONST 1 (2) 3 LOAD_FAST 0 (x) 6 BINARY_MULTIPLY 7 RETURN_VALUE ******************** 5 0 LOAD_GLOBAL 0 (ctypes) 3 LOAD_ATTR 1 (c_size_t) 6 LOAD_ATTR 2 (from_address) 9 LOAD_GLOBAL 3 (id) 12 LOAD_FAST 0 (obj) 15 CALL_FUNCTION 1 18 CALL_FUNCTION 1 21 RETURN_VALUE

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希望本文所述的引用计数分析及代码示例对大家的Python程序设计有所帮助。