python面试题：内存泄露是什么？如何避免？

内存泄露这个事，第一次让我警觉是在一个线上服务隔三差五就崩掉的深夜。我排查了半天，最后 top 命令一看，那个 Python 服务的内存直接飙上天了。

你说奇怪吧，明明没有什么特别重的运算任务，逻辑也挺简单的。一开始我怀疑是哪里忘了释放资源，结果一查，还真是个小细节惹的祸：一个死循环里不断 append 对象到列表，结果这个列表压根没清空过。那一刻我才真正体会到，什么叫“内存慢性中毒”。

内存泄露到底是个啥？

先甩个定义：内存泄露（Memory Leak）指的是程序在申请内存之后忘记释放，导致这部分内存长期占用、无法回收。

虽然 Python 有垃圾回收机制（GC），表面上听起来“自动管理内存”，但这不代表你能高枕无忧。Python 的 GC 机制主要基于引用计数，当一个对象的引用计数为 0 时，内存才会被回收。

而如果你写了个引用环，或者你用某种方式偷偷藏了一堆对象的引用，那这些对象就永远活着，GC 根本管不着。

比如下面这个例子，就挺有代表性：

这个脚本你让它跑，内存就一路疯涨。为啥？因为 leaks 一直在保存着对象引用，导致 GC 永远不会回收这些 Leaky 实例。

Python 里怎么会“漏”？

说实话，Python 里的内存泄露不太像 C/C++ 那种“我申请了 malloc() 忘了 free()”，更多时候是逻辑没理清，导致对象一直被引用着。

常见场景有哪些？

1. 1. 全局变量误用
   全局变量没控制好，对象永远在那儿挂着不释放。
2. 2. 闭包引用
   闭包引用外部变量，结果引用链断不了，比如下面这样：

1. 只要你保存了 inner，那 local_data 也一直活着。
2. 3. 缓存没清理
   用 LRU 缓存结果，忘记加 size 限制。尤其是 functools.lru_cache，默认是无限缓存。
3. 4. 循环引用
   A 引用 B，B 又引用 A，如果其中有 __del__ 方法，GC 甚至都懒得动它们。
4. 5. 事件监听器没移除
   比如你写 GUI 或者一些 WebSocket 的订阅者模式，监听器一直在监听，但你早就不需要了。

怎么发现内存泄露？

说到这里，我觉得最实用的技巧不是“改代码”而是“先定位”。很多时候你得先知道是哪段逻辑在偷偷占内存，否则就是盲人摸象。

我比较常用的方法有这些：

1. 内存快照

tracemalloc 是 Python 自带的模块，挺好用的：

这能帮你快速找出内存占用多的地方。

2. objgraph

这是我最喜欢的图形分析工具之一，可以画出对象的引用链：

你就能看见这个 some_obj 是被谁引用着，像一张蛛网一样。

3. memory_profiler

这个库可以帮你按函数粒度监控内存变化：

跑完之后，它会告诉你每行代码的内存消耗。

怎么避免呢？

1. 掌握引用链

养成习惯，每写一个新类，脑子里最好有张“谁引用谁”的图，特别是数据结构里互相引用的场景。

2. 少用全局变量

真的，有时候一个不注意就搞出一个“全局大粪池”，啥都往里扔，谁也不敢清。

3. 控制缓存大小

比如 functools.lru_cache(maxsize=128)，千万别忘了设 maxsize。

4. 监听器记得清除

很多人用 PyQt 写界面或者用某种 pub-sub 模式的时候，监听器绑得欢，解绑的时候就偷懒了。结果一个窗口对象关了半天内存还是飙着。

5. 监控系统资源

用 psutil 定时去测当前 Python 进程的内存使用情况，一旦发现异常增长，立马出手干预。

我的看法

我觉得，内存泄露在 Python 项目里虽然没那么频繁，但一旦出现就特别隐蔽，属于“你以为你写得没问题，其实早就炸了”。尤其是做服务端开发，程序长时间运行，一点点泄露堆积到几天后，就能把整个服务拖死。真是防不胜防。

所以我建议，不管你用什么框架，Flask、Django 也好，FastAPI 也罢，长期运行的服务最好加上定期内存监控，配合 tracemalloc、objgraph 这种工具，一旦发现内存不对劲，别犹豫，开干。

还有一个我觉得挺重要的点就是“代码审查时不光看功能，也要顺便看看资源使用”。很多时候内存泄露就是你自己挖的坑，埋得太深，连你自己都忘了。

就像我上面那个“死循环往列表加对象”问题，看起来就是个小测试代码，谁会想到能把服务器撑爆？

现在我项目里专门有个“内存告警系统”，一旦进程内存超过阈值，立刻打日志、发邮件、自动拉内存快照。别等出事才开始查。

体验地址就没啥了，内存泄露这个事，得靠你手上的 Python 自己管起来。要是你现在就怀疑项目有问题，立刻试试上面的 tracemalloc 或 objgraph，可能你会发现惊喜（或者惊吓）。

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