Apoyo a la recolección de basura cíclica

El soporte de Python para detectar y recolectar basura que involucra referencias circulares requiere el soporte de tipos de objetos que son «contenedores» para otros objetos que también pueden ser contenedores. Los tipos que no almacenan referencias a otros objetos, o que solo almacenan referencias a tipos atómicos (como números o cadenas), no necesitan proporcionar ningún soporte explícito para la recolección de basura.

To create a container type, the tp_flags field of the type object must include the Py_TPFLAGS_HAVE_GC and provide an implementation of the tp_traverse handler. If instances of the type are mutable, a tp_clear implementation must also be provided.

Py_TPFLAGS_HAVE_GC

Los objetos con un tipo con este indicador establecido deben cumplir con las reglas documentadas aquí. Por conveniencia, estos objetos se denominarán objetos contenedor.

Los constructores para tipos de contenedores deben cumplir con dos reglas:

  1. The memory for the object must be allocated using PyObject_GC_New or PyObject_GC_NewVar.

  2. Una vez que se inicializan todos los campos que pueden contener referencias a otros contenedores, debe llamar a PyObject_GC_Track().

Del mismo modo, el desasignador (deallocator) para el objeto debe cumplir con un par similar de reglas:

  1. Antes de invalidar los campos que se refieren a otros contenedores, debe llamarse PyObject_GC_UnTrack().

  2. La memoria del objeto debe ser desasignada (deallocated) usando PyObject_GC_Del().

    Advertencia

    Si un tipo añade el Py_TPFLAGS_HAVE_GC, entonces must implementar al menos un manejado tp_traverse o usar explícitamente uno de su subclase o subclases.

    When calling PyType_Ready() or some of the APIs that indirectly call it like PyType_FromSpecWithBases() or PyType_FromSpec() the interpreter will automatically populate the tp_flags, tp_traverse and tp_clear fields if the type inherits from a class that implements the garbage collector protocol and the child class does not include the Py_TPFLAGS_HAVE_GC flag.

PyObject_GC_New(TYPE, typeobj)

Analogous to PyObject_New but for container objects with the Py_TPFLAGS_HAVE_GC flag set.

PyObject_GC_NewVar(TYPE, typeobj, size)

Analogous to PyObject_NewVar but for container objects with the Py_TPFLAGS_HAVE_GC flag set.

PyObject *PyUnstable_Object_GC_NewWithExtraData(PyTypeObject *type, size_t extra_size)
This is Unstable API. It may change without warning in minor releases.

Analogous to PyObject_GC_New but allocates extra_size bytes at the end of the object (at offset tp_basicsize). The allocated memory is initialized to zeros, except for the Python object header.

The extra data will be deallocated with the object, but otherwise it is not managed by Python.

Advertencia

The function is marked as unstable because the final mechanism for reserving extra data after an instance is not yet decided. For allocating a variable number of fields, prefer using PyVarObject and tp_itemsize instead.

Added in version 3.12.

PyObject_GC_Resize(TYPE, op, newsize)

Resize an object allocated by PyObject_NewVar. Returns the resized object of type TYPE* (refers to any C type) or NULL on failure.

op must be of type PyVarObject* and must not be tracked by the collector yet. newsize must be of type Py_ssize_t.

void PyObject_GC_Track(PyObject *op)
Part of the Stable ABI.

Agrega el objeto op al conjunto de objetos contenedor seguidos por el recolector de basura. El recolector puede ejecutarse en momentos inesperados, por lo que los objetos deben ser válidos durante el seguimiento. Esto debería llamarse una vez que todos los campos seguidos por tp_traverse se vuelven válidos, generalmente cerca del final del constructor.

int PyObject_IS_GC(PyObject *obj)

Retorna un valor distinto de cero si el objeto implementa el protocolo del recolector de basura; de lo contrario, retorna 0.

El recolector de basura no puede rastrear el objeto si esta función retorna 0.

int PyObject_GC_IsTracked(PyObject *op)
Part of the Stable ABI since version 3.9.

Retorna 1 si el tipo de objeto de op implementa el protocolo GC y el recolector de basura está rastreando op y 0 en caso contrario.

Esto es análogo a la función de Python gc.is_tracked().

Added in version 3.9.

int PyObject_GC_IsFinalized(PyObject *op)
Part of the Stable ABI since version 3.9.

Retorna 1 si el tipo de objeto de op implementa el protocolo GC y op ya ha sido finalizado por el recolector de basura y 0 en caso contrario.

Esto es análogo a la función de Python gc.is_finalized().

Added in version 3.9.

void PyObject_GC_Del(void *op)
Part of the Stable ABI.

Releases memory allocated to an object using PyObject_GC_New or PyObject_GC_NewVar.

void PyObject_GC_UnTrack(void *op)
Part of the Stable ABI.

Elimina el objeto op del conjunto de objetos contenedor rastreados por el recolector de basura. Tenga en cuenta que PyObject_GC_Track() puede ser llamado nuevamente en este objeto para agregarlo nuevamente al conjunto de objetos rastreados. El desasignador (el manejador tp_dealloc) debería llamarlo para el objeto antes de que cualquiera de los campos utilizados por el manejador tp_traverse no sea válido.

Distinto en la versión 3.8: The _PyObject_GC_TRACK() and _PyObject_GC_UNTRACK() macros have been removed from the public C API.

El manejador tp_traverse acepta un parámetro de función de este tipo:

typedef int (*visitproc)(PyObject *object, void *arg)
Part of the Stable ABI.

Tipo de la función visitante que se pasa al manejador tp_traverse. La función debe llamarse con un objeto para atravesar como object y el tercer parámetro para el manejador tp_traverse como arg. El núcleo de Python utiliza varias funciones visitantes para implementar la detección de basura cíclica; No se espera que los usuarios necesiten escribir sus propias funciones visitante.

El manejador tp_traverse debe tener el siguiente tipo:

typedef int (*traverseproc)(PyObject *self, visitproc visit, void *arg)
Part of the Stable ABI.

Función transversal para un objeto contenedor. Las implementaciones deben llamar a la función visit para cada objeto directamente contenido por self, siendo los parámetros a visit el objeto contenido y el valor arg pasado al controlador. La función visit no debe llamarse con un argumento de objeto NULL. Si visit retorna un valor distinto de cero, ese valor debe retornarse inmediatamente.

Para simplificar la escritura de los manejadores tp_traverse, se proporciona un macro a Py_VISIT(). Para usar este macro, la implementación tp_traverse debe nombrar sus argumentos exactamente visit y arg:

void Py_VISIT(PyObject *o)

Si o no es NULL, llama a la devolución de llamada (callback) visit, con argumentos o y arg. Si visit retorna un valor distinto de cero, lo retorna. Usando este macro, los manejadores tp_traverse tienen el siguiente aspecto:

static int
my_traverse(Noddy *self, visitproc visit, void *arg)
{
    Py_VISIT(self->foo);
    Py_VISIT(self->bar);
    return 0;
}

El manejador tp_clear debe ser del tipo query, o NULL si el objeto es inmutable.

typedef int (*inquiry)(PyObject *self)
Part of the Stable ABI.

Descarta referencias que pueden haber creado ciclos de referencia. Los objetos inmutables no tienen que definir este método ya que nunca pueden crear directamente ciclos de referencia. Tenga en cuenta que el objeto aún debe ser válido después de llamar a este método (no solo llame a Py_DECREF() en una referencia). El recolector de basura llamará a este método si detecta que este objeto está involucrado en un ciclo de referencia.

Controlar el estado del recolector de basura

La C-API proporciona las siguientes funciones para controlar las ejecuciones de recolección de basura.

Py_ssize_t PyGC_Collect(void)
Part of the Stable ABI.

Realiza una recolección de basura completa, si el recolector de basura está habilitado. (Tenga en cuenta que gc.collect() lo ejecuta incondicionalmente).

Retorna el número de objetos recolectados e inalcanzables que no se pueden recolectar. Si el recolector de basura está deshabilitado o ya está recolectando, retorna 0 inmediatamente. Los errores durante la recolección de basura se pasan a sys.unraisablehook. Esta función no genera excepciones.

int PyGC_Enable(void)
Part of the Stable ABI since version 3.10.

Habilita el recolector de basura: similar a gc.enable(). Retorna el estado anterior, 0 para deshabilitado y 1 para habilitado.

Added in version 3.10.

int PyGC_Disable(void)
Part of the Stable ABI since version 3.10.

Deshabilita el recolector de basura: similar a gc.disable(). Retorna el estado anterior, 0 para deshabilitado y 1 para habilitado.

Added in version 3.10.

int PyGC_IsEnabled(void)
Part of the Stable ABI since version 3.10.

Consulta el estado del recolector de basura: similar a gc.isenabled(). Retorna el estado actual, 0 para deshabilitado y 1 para habilitado.

Added in version 3.10.

Querying Garbage Collector State

The C-API provides the following interface for querying information about the garbage collector.

void PyUnstable_GC_VisitObjects(gcvisitobjects_t callback, void *arg)
This is Unstable API. It may change without warning in minor releases.

Run supplied callback on all live GC-capable objects. arg is passed through to all invocations of callback.

Advertencia

If new objects are (de)allocated by the callback it is undefined if they will be visited.

Garbage collection is disabled during operation. Explicitly running a collection in the callback may lead to undefined behaviour e.g. visiting the same objects multiple times or not at all.

Added in version 3.12.

typedef int (*gcvisitobjects_t)(PyObject *object, void *arg)

Type of the visitor function to be passed to PyUnstable_GC_VisitObjects(). arg is the same as the arg passed to PyUnstable_GC_VisitObjects. Return 0 to continue iteration, return 1 to stop iteration. Other return values are reserved for now so behavior on returning anything else is undefined.

Added in version 3.12.