《Python 源码剖析》之对象

py一切皆对象的实现

Python中对象分为两类: 定长(int等), 非定长(list/dict等)

所有对象都有一些相同的东西, 源码中定义为PyObject和PyVarObject, 两个定义都有一个共同的头部定义PyObject_HEAD(其实PyVarObject有自己的头部定义PyObject_VAR_HEAD, 但其实际上用的也是PyObject_HEAD).比如这里面就有那个引用计数

/* Nothing is actually declared to be a PyObject, but every pointer to
 * a Python object can be cast to a PyObject*.  This is inheritance built
 * by hand.  Similarly every pointer to a variable-size Python object can,
 * in addition, be cast to PyVarObject*.
 * 没有什么实际上被声明为PyObject，但是每个指向Python对象的指针都可以转换为PyObject。这是手工建造的遗产。同样，每个指向可变大小的Python对象的指针也可以转换为PyVarObject *
 */
/* MARK: 定长对象定义
*/
typedef struct _object {
    PyObject_HEAD
} PyObject;
/* MARK: 变长对象定义
*/
typedef struct {
    PyObject_VAR_HEAD
} PyVarObject;
/* MARK: 获取对象信息
*/
#define Py_REFCNT(ob)           (((PyObject*)(ob))->ob_refcnt)引用计数
#define Py_TYPE(ob)             (((PyObject*)(ob))->ob_type)类型
#define Py_SIZE(ob)             (((PyVarObject*)(ob))->ob_size)内存大小

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PyObject_HEAD 对象头

Python 内部, 每个对象拥有相同的头部.

定义

/* PyObject_HEAD defines the initial segment of every PyObject.  PyObject_HEAD定义了每个的PyObject的初始段*/
#define PyObject_HEAD
    _PyObject_HEAD_EXTRA
    Py_ssize_t ob_refcnt;    引用计数
    struct _typeobject *ob_type; 类型

说明

1. _PyObject_HEAD_EXTRA

双向链表结构.

2. Py_ssize_t ob_refcnt

Py_ssize_t在编译时确定, 整型

ob_refcnt, 引用计数, 跟Python的内存管理机制相关(基于引用计数的垃圾回收)

3. struct _typeobject *ob_type

*ob_type 指向类型对象的指针(指向_typeobject结构体)

决定了这个对象的类型!

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PyObject 固定长度的对象

定义

 typedef struct _object {
     PyObject_HEAD
 } PyObject;

说明

1. 依赖关系

PyObject 包含了 PyObject_HEAD

2.PyObject具有了共同的PyObject_HEAD头里面的

Py_ssize_t ob_refcnt; 引用计数

struct _typeobject *ob_type; 类型

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PyVarObject 变长对象

定义

typedef struct {
    PyObject_VAR_HEAD
} PyVarObject;
#define PyObject_VAR_HEAD   变长的头            \
  PyObject_HEAD                       \
  Py_ssize_t ob_size; /* Number of items in variable part */

说明

1. 依赖关系

PyVarObject -> PyObject_VAR_HEAD -> PyObject_HEAD

2.Py_ssize_t ob_size

ob_size, 变长对象容纳的元素个数.就是PyObject_VAR_HEAD在PyObject_HEAD基础上定义的。

关系

几个方法

跟对象相关的方法

#define Py_REFCNT(ob)           (((PyObject*)(ob))->ob_refcnt)
读取引用计数
#define Py_TYPE(ob)             (((PyObject*)(ob))->ob_type)
获取对象类型
#define Py_SIZE(ob)             (((PyVarObject*)(ob))->ob_size)
读取元素个数(len)

跟引用计数相关的方法

Py_INCREF(op)  增加对象引用计数
Py_DECREF(op)  减少对象引用计数, 如果计数位0, 调用_Py_Dealloc
_Py_Dealloc(op) 调用对应类型的 tp_dealloc 方法(每种类型回收行为不一样的, 各种缓存池机制, 后面看)

其他几个参数涉及

ob_refcnt 引用计数, 与内存管理/垃圾回收相关
ob_type   类型, 涉及Python的类型系统