Python对象以什么结构存储在内存中？

Python对象以什么结构存储在内存中？

这取决于哪种对象，以及哪种Python实现:-)

在 大多数
人使用的CPython中，

python

所有Python对象均由C结构表示

PyObject

。所有“存储对象”的内容实际上都存储一个

PyObject*

。该

PyObject

结构保留了最少的信息：对象的类型（指向另一个的指针

PyObject

）及其引用计数（

ssize_t

-size的整数）。用C定义的类型为该结构扩展了它们需要存储在对象本身中的额外信息，有时还会分配额外的数据。

例如，元组（实现为

PyTupleObject

PextObject结构的“扩展”）存储它们的长度和

PyObject

它们包含在结构本身内部的指针（该结构在定义中包含一个1长度的数组，但是该实现分配了一个内存块）。正确的大小以容纳该

PyTupleObject

结构，再加上与元组应容纳的项目一样多的项目。）以同样的方式，字符串（

PyStringObject

）存储其长度，其缓存的哈希值，一些字符串缓存（“内部”）簿记以及的实际char
*他们的数据。因此，元组和字符串是单个内存块。

另一方面，列表（

PyListObject

）存储它们的长度，一个

PyObject**

用于存储数据的长度，另一个

ssize_t

用于跟踪它们为数据分配的空间。由于Python将

PyObject

指针存储在各处，因此一旦分配PyObject结构就无法对其进行扩展-
这样做可能需要移动该结构，这意味着必须找到所有指针并对其进行更新。因为列表可能需要增长，所以它必须与PyObject结构分开分配数据。元组和字符串不能增长，因此它们不需要。Dicts（

PyDictObject

）以相同的方式工作，尽管它们存储键，键的值和缓存的hashvalue而不是项。Dict还具有一些额外的开销，以适应小词典和专门的查找功能。

但是这些都是C语言中的类型，通常您只需查看C源代码就可以看到它们将使用多少内存。用 Python
而不是C定义的类的实例并不是那么容易。最简单的情况是经典类的实例，并不是那么困难：将a

PyObject

存储

PyObject*

到其类中（与

PyObject

已经存储在struct中的类型不同），将a存储

PyObject*

到其

__dict__

属性（包含所有其他实例属性） ）和

PyObject*

其弱引用列表（由

weakref

模块使用，并且仅在必要时初始化）。

__dict__

通常是实例唯一的，因此在计算此类实例的“内存大小”时，您通常还希望计算属性字典的大小。但这不必特定于实例！

__dict__

可以分配就好了。

新型类使举止复杂化。与经典类不同，新类的实例不是单独的C类型，因此它们不需要单独存储对象的类。他们也有余地

__dict__

和weakreflist参考，但不同于经典的情况下，他们并不
需要
的

__dict__

任意属性的属性。如果该类（及其所有基类）用于

__slots__

定义一组严格的属性，并且这些属性均未命名

__dict__

，则该实例不允许使用任意属性，并且不会分配dict。另一方面，由定义的属性

__slots__

必须存储在
某处
。这是通过存储

PyObject

直接在PyObject结构中指向这些属性值的指针，就像用C语言编写的类型一样。

__slots__

因此

PyObject*

，无论是否设置了该属性，in中的每个条目都将占用a 。

综上所述，问题仍然在于，由于Python中的所有内容都是一个对象，而所有保存对象的内容都只包含一个引用，因此有时很难在对象之间划清界限。两个对象可以引用相同的数据位。他们可能只拥有对该数据的两个引用。摆脱两个对象也摆脱数据。他们俩都拥有数据吗？仅其中之一吗？如果是，哪一个呢？还是您会说他们拥有一半的数据，即使摆脱一个对象不会释放一半的数据呢？弱引用会使情况变得更加复杂：两个对象可以引用相同的数据，但是删除其中一个对象可能会导致另一个对象
也 摆脱其对该数据的引用，从而导致最终清除该数据。

幸运的是，这种 常见 情况很容易弄清楚。有一些用于Python的内存调试器在跟踪这些事情方面做得很合理，例如heapy。只要您的类（及其基类）相当简单，就可以对它会占用多少内存（尤其是大量内存）进行有根据的猜测。如果您真的想知道数据结构的确切大小，请查阅CPython资料；大多数内置类型是在中描述

Include/<type>object.h

和实现的简单结构

Objects/<type>object.c

。PyObject结构本身在中进行了描述

Include/object.h

。请记住：它一直是指针。那些也占用空间。