1.2.1 参照カウント

今日の計算機は有限の (しばしば非常に限られた) メモリサイズしか持たないので、参照カウントは重要な概念です; 参照カウントは、あるオブジェクトに対して参照を行っている場所が何箇所あるかを数える値です。参照を行っている場所とは、別のオブジェクトであったり、グローバルな (あるいは静的な) C 変数であったり、何らかの C 関数内にあるローカルな変数だったりします。あるオブジェクトの参照カウントがゼロになると、そのオブジェクトは解放されます。そのオブジェクトに他のオブジェクトへの参照が入っていれば、他のオブジェクトの参照カウントはデクリメントされます。デクリメントの結果、他のオブジェクトの参照カウントがゼロになると、今度はそのオブジェクトが解放される、といった具合に以後続きます。(言うまでもなく、互いを参照しあうオブジェクトについて問題があります; 現状では、解決策は ``何もしない'' です。)

参照カウントは、常に明示的なやり方で操作されます。通常の方法では、Py_INCREF() でオブジェクトの参照を 1 インクリメントし、 Py_DECREF() で 1 デクリメントします。Py_DECREF() マクロは、incref よりもかなり複雑です。というのは、Py_DECREF() マクロは参照カウントがゼロになったかどうかを調べて、なった場合にはオブジェクトのデアロケータ (deallocator) を呼び出さなければならないからです。デアロケータとは、オブジェクトの型を定義している構造体内にある関数へのポインタです。型固有のデアロケータは、その型が複合オブジェクト (compound object) 型である場合には、オブジェクト内の他のオブジェクトに対する参照カウントをデクリメントするよう気を配るとともに、その他の必要なファイナライズ (finalize) 処理を実行します。参照カウントがオーバフローすることはありません; というのも、仮想メモリ空間には、(sizeof(long) >= sizeof(char*) と仮定した場合) 少なくとも参照カウントの記憶に使われるビット数と同じだけのメモリ上の位置があるからです。従って、参照カウントのインクリメントは単純な操作になります。

オブジェクトへのポインタが入っているローカルな変数全てについて、オブジェクトの参照カウントを必ずインクリメントしなければならないわけではありません。理論上は、オブジェクトの参照カウントは、オブジェクトを指し示す変数が生成されたときに 1 増やされ、その変数がスコープから出て行った際に 1 減らされます。しかしこの場合、二つの操作は互いに相殺するので、結果的に参照カウントは変化しません。参照カウントを使う真の意義とは、手持ちの何らかの変数がオブジェクトを指している間はオブジェクトがデアロケートされないようにすることにあります。オブジェクトに対して、一つでも別の参照が行われていて、その参照が手持ちの変数と同じ間維持されるのなら、参照カウントを一時的に増やす必要はありません。参照カウント操作の必要性が浮き彫りになる重要な局面とは、Python から呼び出された拡張モジュール内の C 関数にオブジェクトを引数として渡すときです; 呼び出しメカニズムは、呼び出しの間全ての引数に対する参照を保証します。

しかしながら、よく陥る過ちとして、あるオブジェクトをリストから得たときに、参照カウントをインクリメントせずにしばらく放っておくというのがあります。他の操作がオブジェクトをリストから除去してしまい、参照カウントがデクリメントされてデアロケートされてしまうことが考えられます。本当に危険なのは、まったく無害そうにみえる操作が、上記の動作を引き起こす何らかの Python コードを呼び出しかねないということです; Py_DECREF() からユーザへ制御を戻せるようなコードパスが存在するため、ほとんど全ての操作が潜在的に危険をはらむことになります。

安全に参照カウントを操作するアプローチは、汎用の操作 (関数名が "PyObject_", "PyNumber_", "PySequence_", および "PyMapping_" で始まる関数) の利用です。これらの操作は常に戻り値となるオブジェクトの参照カウントをインクリメントします。ユーザには戻り値が不要になったら Py_DECREF() を呼ぶ責任が残されています; とはいえ、すぐにその習慣は身に付くでしょう。

ご意見やご指摘をお寄せになりたい方は、 このドキュメントについて... をご覧ください。