使对象类型支持循环垃圾回收
- 控制垃圾回收器状态

使对象类型支持循环垃圾回收

Python 对循环引用的垃圾检测与回收需要“容器”对象类型的支持，此类型的容器对象中可能包含其它容器对象。不保存其它对象的引用的类型，或者只保存原子类型（如数字或字符串）的引用的类型，不需要显式提供垃圾回收的支持。

若要创建一个容器类，类型对象的 tp_flags 字段必须包含 Py_TPFLAGS_HAVE_GC 并提供一个 tp_traverse 处理的实现。如果该类型的实例是可变的，还需要实现 tp_clear 。

Py_TPFLAGS_HAVE_GC

设置了此标志位的类型的对象必须符合此处记录的规则。为方便起见，下文把这些对象称为容器对象。

容器类型的构造函数必须符合两个规则：

必须使用 PyObject_GC_New() 或 PyObject_GC_NewVar() 为这些对象分配内存。
初始化了所有可能包含其他容器的引用的字段后，它必须调用 PyObject_GC_Track() 。

警告

如果一个类型添加了 Py_TPFLAGS_HAVE_GC，则它必须实现至少一个 tp_traverse 句柄或显式地使用来自其一个或多个子类的句柄。

当调用 PyType_Ready() 或者 API 中某些间接调用它的函数例如 PyType_FromSpecWithBases() 或 PyType_FromSpec() 时解释器就自动填充 tp_flags, tp_traverse 和 tp_clear 字段，如果该类型是继承自实现了垃圾回收器协议的类并且该子类没有包括 Py_TPFLAGS_HAVE_GC 旗标的话。

TYPE PyObject_GC_New(TYPE, PyTypeObject **type)

类似于 PyObject_New() ，适用于设置了 Py_TPFLAGS_HAVE_GC 标签的容器对象。

TYPE PyObject_GC_NewVar(TYPE, PyTypeObject **type, Py_ssize_t size)

类似于 PyObject_NewVar() ，适用于设置了 Py_TPFLAGS_HAVE_GC 标签的容器对象。

TYPE PyObject_GC_Resize(TYPE, PyVarObject **op, Py_ssize_t newsize)

为 PyObject_NewVar() 所分配对象重新调整大小。返回调整大小后的对象或在失败时返回 NULL。 op 必须尚未被垃圾回收器追踪。

void PyObject_GC_Track(PyObject *op)

Part of the Stable ABI.

把对象 op 加入到垃圾回收器跟踪的容器对象中。对象在被回收器跟踪时必须保持有效的，因为回收器可能在任何时候开始运行。在 tp_traverse 处理前的所有字段变为有效后，必须调用此函数，通常在靠近构造函数末尾的位置。

int PyObject_IS_GC(PyObject *obj)

如果对象实现了垃圾回收器协议则返回非零值，否则返回 0。

如果此函数返回 0 则对象无法被垃圾回收器追踪。

int PyObject_GC_IsTracked(PyObject *op)

Part of the Stable ABI since version 3.9.

如果 op 对象的类型实现了 GC 协议且 op 目前正被垃圾回收器追踪则返回 1，否则返回 0。

这类似于 Python 函数 gc.is_tracked()。

3.9 新版功能.

int PyObject_GC_IsFinalized(PyObject *op)

Part of the Stable ABI since version 3.9.

如果 op 对象的类型实现了 GC 协议且 op 已经被垃圾回收器终结则返回 1，否则返回 0。

这类似于 Python 函数 gc.is_finalized()。

3.9 新版功能.

同样的，对象的释放器必须符合两个类似的规则：

在引用其它容器的字段失效前，必须调用 PyObject_GC_UnTrack() 。
必须使用 PyObject_GC_Del() 释放对象的内存。

void PyObject_GC_Del(void *op)

Part of the Stable ABI.

释放对象的内存，该对象初始化时由 PyObject_GC_New() 或 PyObject_GC_NewVar() 分配内存。

void PyObject_GC_UnTrack(void *op)

Part of the Stable ABI.

从回收器跟踪的容器对象集合中移除 op 对象。请注意可以在此对象上再次调用 PyObject_GC_Track() 以将其加回到被跟踪对象集合。释放器 (tp_dealloc 句柄) 应当在 tp_traverse 句柄所使用的任何字段失效之前为对象调用此函数。

在 3.8 版更改: _PyObject_GC_TRACK() 和 _PyObject_GC_UNTRACK() 宏已从公有 C API 中移除。

tp_traverse 处理接收以下类型的函数形参。

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

Part of the Stable ABI.

传给 tp_traverse 处理的访问函数的类型。object 是容器中需要被遍历的一个对象，第三个形参对应于 tp_traverse 处理的 arg 。Python核心使用多个访问者函数实现循环引用的垃圾检测，不需要用户自行实现访问者函数。

tp_traverse 处理必须是以下类型：

typedef int (traverseproc)(PyObject self, visitproc visit, void *arg)

Part of the Stable ABI.

用于容器对象的遍历函数。它的实现必须对 self 所直接包含的每个对象调用 visit 函数，visit 的形参为所包含对象和传给处理程序的 arg 值。 visit 函数调用不可附带 NULL 对象作为参数。如果 visit 返回非零值，则该值应当被立即返回。

为了简化 tp_traverse 处理的实现，Python提供了一个 Py_VISIT() 宏。若要使用这个宏，必须把 tp_traverse 的参数命名为 visit 和 arg 。

void Py_VISIT(PyObject *o)

如果 o 不为 NULL，则调用 visit 回调函数，附带参数 o 和 arg。如果 visit 返回一个非零值，则返回该值。使用此宏之后，tp_traverse 处理程序的形式如下:

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

tp_clear 处理程序必须为 inquiry 类型，如果对象不可变则为 NULL。

typedef int (inquiry)(PyObject self)

Part of the Stable ABI.

丢弃产生循环引用的引用。不可变对象不需要声明此方法，因为他们不可能直接产生循环引用。需要注意的是，对象在调用此方法后必须仍是有效的（不能对引用只调用 Py_DECREF() 方法）。当垃圾回收器检测到该对象在循环引用中时，此方法会被调用。

控制垃圾回收器状态

这个 C-API 提供了以下函数用于控制垃圾回收的运行。

Py_ssize_t PyGC_Collect(void)

Part of the Stable ABI.

执行完全的垃圾回收，如果垃圾回收器已启用的话。（请注意 gc.collect() 会无条件地执行它。）

返回已回收的 + 无法回收的不可获取对象的数量。如果垃圾回收器被禁用或已在执行回收，则立即返回 0。在垃圾回收期间发生的错误会被传给 sys.unraisablehook。此函数不会引发异常。

int PyGC_Enable(void)

Part of the Stable ABI since version 3.10.

启用垃圾回收器：类似于 gc.enable()。返回之前的状态，0 为禁用而 1 为启用。

3.10 新版功能.

int PyGC_Disable(void)

Part of the Stable ABI since version 3.10.

禁用垃圾回收器：类似于 gc.disable()。返回之前的状态，0 为禁用而 1 为启用。

3.10 新版功能.

int PyGC_IsEnabled(void)

Part of the Stable ABI since version 3.10.

查询垃圾回收器的状态：类似于 gc.isenabled()。返回当前的状态，0 为禁用而 1 为启用。

3.10 新版功能.