Python內(nèi)存泄漏和內(nèi)存溢出的解決方案
一、內(nèi)存泄漏
像Java程序一樣,雖然Python本身也有垃圾回收的功能,但是同樣也會產(chǎn)生內(nèi)存泄漏的問題。對于一個(gè)用 python 實(shí)現(xiàn)的,長期運(yùn)行的后臺服務(wù)進(jìn)程來說,如果內(nèi)存持續(xù)增長,那么很可能是有了“內(nèi)存泄露”。
1、內(nèi)存泄露的原因
對于 python 這種支持垃圾回收的語言來說,怎么還會有內(nèi)存泄露? 概括來說,有以下三種原因:
所用到的用 C 語言開發(fā)的底層模塊中出現(xiàn)了內(nèi)存泄露。 代碼中用到了全局的 list、 dict 或其它容器,不停的往這些容器中插入對象,而忘記了在使用完之后進(jìn)行刪除回收 代碼中有“引用循環(huán)”,并且被循環(huán)引用的對象定義了__del__方法,就會發(fā)生內(nèi)存泄露。為什么循環(huán)引用的對象定義了__del__方法后collect就不起作用了呢?
gc模塊最常使用的方法就是gc.collect()方法,使用collect方法對循環(huán)引用的對象進(jìn)行垃圾回收。如果我們在類中重載了__del__方法。__del__方法定義了在用del語句刪除對象時(shí)除了釋放內(nèi)存空間以外的操作。一般而言,在使用了del語句的時(shí)候解釋器首先會看要?jiǎng)h除對象的引用計(jì)數(shù),如果為0,那么就釋放內(nèi)存并執(zhí)行del方法。在這里,首先del語句出現(xiàn)時(shí)本身引用計(jì)數(shù)就不為0(因?yàn)橛醒h(huán)引用的存在),所以解釋器不釋放內(nèi)存;再者,執(zhí)行collect方法時(shí)應(yīng)該會清除循環(huán)引用所產(chǎn)生的無效引用計(jì)數(shù)從而達(dá)到del的目的,對于這兩個(gè)循環(huán)引用對象而言,python無法判斷調(diào)用它們的del方法時(shí)會不會要用到對方那個(gè)對象,比如在進(jìn)行b.del()時(shí)可能會用到b._a也就是a,如果在那之前a已經(jīng)被釋放,那么就徹底GG了。為了避免這種情況,collect方法默認(rèn)不對重載了del方法的循環(huán)引用對象進(jìn)行回收,而它們倆的狀態(tài)也會從unreachable轉(zhuǎn)變?yōu)閡ncollectable。由于是uncollectable的,自然就不會被collect處理,所以就進(jìn)入了garbage列表。
2、內(nèi)存泄露的診斷思路
無論是哪種方式的內(nèi)存泄露,最終表現(xiàn)的形式都是某些 python 對象在不停的增長;因此,首先是要找到這些異常的對象。
3、診斷步驟
用到的工具: gc 模塊和 objgraph 模塊
gc模塊 是Python的垃圾收集器模塊,gc使用標(biāo)記清除算法回收垃圾
objgraph 是一個(gè)用于診斷內(nèi)存問題的工具
1、 在服務(wù)程序的循環(huán)邏輯中,選擇出一個(gè)診斷點(diǎn) 2、 在診斷點(diǎn),插入如下診斷語句import gcimport objgraph### 強(qiáng)制進(jìn)行垃圾回收 gc.collect() ### 打印出對象數(shù)目最多的 50 個(gè)類型信息 objgraph.show_most_common_types(limit=50)
4、檢查統(tǒng)計(jì)信息,找到異常對象
運(yùn)行加入診斷語句的服務(wù)程序,并將打印到屏幕上的統(tǒng)計(jì)信息重定向到日志中。運(yùn)行一段時(shí)間后,就可以來分析日志,看看哪些對象在不停的增長。
比如,排查結(jié)果可能是:一個(gè)多線程程序,多個(gè)線程作為生產(chǎn)者,一個(gè)線程作為消費(fèi)者,通過將一個(gè) tuple 對象送入異步隊(duì)列進(jìn)行通信。由于消費(fèi)者的處理速度跟不上生產(chǎn)者的速度,又沒有進(jìn)行同步, 導(dǎo)致異步隊(duì)列中的對象越來越多。
二、內(nèi)存溢出
1、內(nèi)存溢出原因
內(nèi)存中加載的數(shù)據(jù)量過于龐大,如一次從數(shù)據(jù)庫取出過多數(shù)據(jù) 集合類中有對對象的引用,使用完后未清空,產(chǎn)生了堆積,使得JVM不能回收 代碼中存在死循環(huán)或循環(huán)產(chǎn)生過多重復(fù)的對象實(shí)體 使用的第三方軟件中的BUG 啟動參數(shù)內(nèi)存值設(shè)定的過小2、內(nèi)存溢出的解決方案
第一步,修改JVM啟動參數(shù),直接增加內(nèi)存(-Xms,-Xmx參數(shù)一定不要忘記加)
第二步,檢查錯(cuò)誤日志,查看“OutOfMemory”錯(cuò)誤前是否有其 它異常或錯(cuò)誤
第三步,對代碼進(jìn)行走查和分析,找出可能發(fā)生內(nèi)存溢出的位置
重點(diǎn)排查以下幾點(diǎn):
檢查對數(shù)據(jù)庫查詢中,是否有一次獲得全部數(shù)據(jù)的查詢。一般來說,如果一次取十萬條記錄到內(nèi)存,就可能引起內(nèi)存溢出。這個(gè)問題比較隱蔽,在上線前,數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)較少,不容易出問題,上線后,數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)多了,一次查詢就有可能引起內(nèi)存溢出。因此對于數(shù)據(jù)庫查詢盡量采用分頁的方式查詢。 檢查代碼中是否有死循環(huán)或遞歸調(diào)用。 檢查是否有大循環(huán)重復(fù)產(chǎn)生新對象實(shí)體。 檢查List、MAP等集合對象是否有使用完后,未清除的問題。List、MAP等集合對象會始終存有對對象的引用,使得這些對象不能被GC回收。第四步,使用內(nèi)存查看工具動態(tài)查看內(nèi)存使用情況
三、內(nèi)存泄漏和內(nèi)存溢出的區(qū)別
內(nèi)存溢出是指向JVM申請內(nèi)存空間時(shí)沒有足夠的可用內(nèi)存了,就會拋出OOM即內(nèi)存溢出。
內(nèi)存泄漏是指,向JVM申請了一塊內(nèi)存空間,使用完后沒有釋放,由于沒有釋放,這塊內(nèi)存區(qū)域其他類加載的時(shí)候無法申請,
同時(shí)當(dāng)前類又沒有這塊內(nèi)存空間的內(nèi)存地址了也無法使用,相當(dāng)于丟了一塊內(nèi)存,這就是內(nèi)存泄漏。
值得注意的是內(nèi)存泄漏最終會導(dǎo)致內(nèi)存溢出,很好理解,內(nèi)存丟了很多最后當(dāng)然內(nèi)存不夠用了。
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