python - Python VM是否缓存不能自动释放的整数对象？

Question

我有一个脚本如下:

a = 999999999999999999999999999999
b = 999999999999999999999999999999
print(a is b)

输出是:

[root@centos7-sim04 python]# python test2.py
True

另一方面，使用命令行的相同代码:

>>> a = 999999999999999999999999999999
>>> b = 999999999999999999999999999999
>>> print(a is b)
False

输出为False。

• 这两种方式有什么区别？
• python脚本运行时，Python VM如何管理整型对象？
• 我看到从 -5 到 256 的数字是在 VM 启动时由 VM 自动生成的，VM 还会分配空的 int block (链结构)以避免为大量存储频繁分配内存。
• 当内存不够时，python VM会自动释放这些 block 吗？据我了解，Python只是保留这些 block 以避免频繁分配内存，以便一旦分配它们就永远不会自动释放？

只需使用以下代码进行测试:

for i in range(1, 100000000):
    pass
print("OK")
gc.collect()
time.sleep(20)
print("slept")
for i in range(1, 100000000)
    pass

内存是:

PID   USER      PR   NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
17351 root      20   0    3312060 3.039g 2096 S  11.3 82.4   0:03.53 python

这是 vmstat 的结果:

[root@centos7-sim04 ~]# vmstat 5
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
1  0      0 3376524    40 330084    0    0     2     5   25   41  0  0 100 0  0
1  0      0 185644     40 330084    0    0     0     0  714   28 14  3 82  1  0
0  0      0 967420     40 330084    0    0     0     0  292   15  7  0 93  0  0
0  0      0 967296     40 330084    0    0     0     0   20   23  0  0 100 0  0
0  0      0 967296     40 330084    0    0     0     0   15   17  0  0 100 0  0
0  0      0 967312     40 330068    0    0     0     1   27   39  0  0 100 0  0
1  0      0 185288     40 330068    0    0     0     2  701   55 17  0 83  0  0
0  0      0 3375780    40 330068    0    0     0     0  202   75  3  1 96  0  0

• 似乎内存从未被释放。这是对的吗？
• 如果内存不够用，想释放整型对象，怎么办？

非常感谢。

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Python2 中的

range() 返回保留所有项目的完整列表，而 Python2 中的 xrange() 返回一个生成器。xrange()是Python3中的range()函数。

这是 python 生成器的链接以及 PEP 链接，

https://wiki.python.org/moin/Generators & https://www.python.org/dev/peps/pep-0255/

Answer 1

关于你的第一个问题，它基本上与简化表达式的窥孔优化器有关。即对所有相等的值使用一个整数对象。它还使用这种方法来驻留字符串。

您在交互式 shell 中看不到这种行为的原因是每个命令都单独执行并给出相应的结果，而在文件或函数中(甚至在终端中)所有命令都会立即解释。这是一个例子:

In [1]: def func():
   ...:     a = 9999999999999
   ...:     b = 9999999999999
   ...:     return a is b
   ...: 

In [2]: func()
Out[2]: True

In [3]: a = 9999999999999

In [4]: b = 9999999999999

In [5]: a is b
Out[5]: False

关于你的第二个问题，其实这里有很多误解。首先，Python 中 VM 的职责是执行与每个字节码对应的机器代码，而管理整数并实际解析代码并编译为字节码是解释器和编译器的任务。正如评论中提到的那样，python 2 中的 range() 返回一个列表，而在 python 3 中，它是一个智能对象，它保留了开始、结束和步骤，并且是一个类似于生成项目的对象的生成器按需。

还有关于 gc.collect 的功能，如 documentation 中所述当您不向它传递参数时，gc.collect 运行一个完整的集合，并且:

The free lists maintained for a number of built-in types are cleared whenever a full collection or collection of the highest generation (2) is run. Not all items in some free lists may be freed due to the particular implementation, in particular float