当实例被销毁时,为什么tkinter不释放内存？

Question

我想要一个快速而又脏的方法来获取一些文件名而无需在我的shell中输入,所以我有以下代码:

from tkinter.filedialog import askopenfile

file = askopenfile()

现在,这一切工作正常,但它确实创造一个多余的tkinter,需要关闭GUI.我知道我可以这样做来压制它:

import tkinter as tk
tk.Tk().withdraw()    

但这并不意味着它没有装在背上.它只是意味着现在有一个Tk()我无法关闭/销毁的对象.

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所以这让我想到了真正的问题.

似乎每次我创建一个Tk(),无论我del或destroy()它,内存都没有被释放.见下文:

import tkinter as tk
import os, psutil
process = psutil.Process(os.getpid())
def mem(): print(f'{process.memory_info().rss:,}')

# initial memory usage
mem()

# 21,475,328
for i in range(20):
    root.append(tk.Tk())
    root[-1].destroy()
    mem()

# 24,952,832
# 26,251,264
# ...
# 47,591,424
# 48,865,280

# try deleting the root instead

del root
mem()

# 50,819,072

正如所看到的,蟒蛇甚至没有的每个实例后腾出的使用Tk()被破坏和root小号删除.然而,这不是其他对象的情况:

class Foo():
    def __init__(self):
        # create a list that takes up approximately the same size as a Tk() on average
        self.lst = list(range(11500))    

for i in range(20):
    root.append(Foo())
    del root[-1]
    mem()

# 52,162,560
# 52,162,560
# ...
# 52,162,560

所以我的问题是,为什么它Tk()与我之间有所区别Foo(),为什么不破坏/删除所Tk()创建的释放内存？

我错过了一些明显的东西吗？我的测试不足以证实我的怀疑吗？我在这里和谷歌搜索但发现答案很少.

编辑:以下是我尝试(并失败)的一些其他方法,其中包含评论中的建议:

# Force garbage collection
import gc
gc.collect()

# quit() method
root.quit()

# delete the entire tkinter reference
del tk

Answer 1

这里存在三个问题，其中之一是tkinter你的错误，其中之一是你的错误，还有一个是你的行为不符合预期。

这三个问题是：

1. tkinter创建一个不可检测的引用循环作为注册其清理处理程序的一部分，只有通过显式调用才能破坏该destroy引用循环（如果您不这样做，则引用循环永远不会被清理，并且资源将永远保留）
2. Tk即使你已经拿到了你的物品，你仍然会抓住destroy它们
3. 在程序终止之前，小对象堆很少（如果有的话）返回到操作系统（内存保留以供将来分配）

问题#1 意味着如果有机会恢复内存，您必须 destroy显式创建任何内容。Tk

问题 #2 意味着如果您希望内存可用于其他目的，则在创建新的 a 之前，您必须显式删除对 a 的任何引用Tk（在 ing 之后）。destroy在某些情况下，您还需要显式设置tk.NoDefaultRoot()以防止您创建的第一个对象Tk被缓存tkinter为默认根（也就是说，destroy对此类对象的显式调用将清除缓存的默认根，因此这不会在很多情况下都是一个问题）。

问题 #3 意味着您必须急切地删除引用，而不是等到程序结束才删除您的root list; 如果您等到最后才删除它，是的，内存将返回到堆，但不会返回操作系统，因此看起来您仍在使用所有内存。但这并不是一个真正的问题。如果操作系统需要 RAM，未使用的内存将被分页到磁盘（它通常在活动页面之前分页空闲页面），并且保留它可以提高大多数代码的性能。

具体来说.tkTkdestroyTk，即使您显式指定实例，实例的属性也不会被清除。您可以通过更改循环以消除对对象的最后一个引用来限制内存增长Tk，或者如果您只想释放低级 C 资源，请在新元素.tk之后显式取消链接**：destroyTk

# Not necessary, but avoids caching any Tk as a root when you don't want it
tk.NoDefaultRoot()  

root = []  # Missing in your original code, but I'm assuming it was a plain list
for i in range(20):
    root.append(tk.Tk())
    root[-1].destroy()

    # Either drop the reference to the `Tk` completely:
    root[-1] = None
    # or just drop the reference to its C level worker object
    root[-1].tk = None

    # Optionally, call gc.collect() here to forcibly reclaim memory faster
    # otherwise you're likely to see memory usage grow by a few KB as uncleaned
    # cycles aren't reclaimed in time so we see phantom leaks (that would
    # eventually be cleaned)
    mem()

根据我稍微修改的脚本的输出，显式清除引用可以清除底层资源：

12,152,832
17,539,072
17,924,096  # At this point, the original code was above 18.8M bytes
17,965,056
17,965,056  # At this point, the original code was above 21.7M bytes
... remains unchanged until end of program if gc.collect() called regularly ...

事实上，第一个对象的内存永远不会被完全回收，这一事实并不奇怪。内存分配器很少会费心将内存实际返回给操作系统，除非分配量很大（大到足以触发模式切换，向操作系统发出与“小对象堆”分开管理的内存的独立请求）。否则，它们会维护一个不再使用且可以重用的空闲内存列表。

这里大约 6 MB 的“浪费”可能是在创建对象本身及其管理的对象树时涉及的一堆小分配Tk，虽然随后返回到堆以供重用，但不会返回到操作系统，直到程序退出（也就是说，如果堆的该部分不再使用，操作系统可能会优先将未使用的部分分页到磁盘（如果内存不足））。您可以通过注意到内存使用几乎立即稳定下来来了解此优化的帮助；新tk.Tk()对象只是重用与第一个对象相同的内存（缺乏完全稳定性可能是由于堆碎片导致需要少量额外分配）。

Answer 2

当您创建 的实例时Tk，您创建的不仅仅是一个小部件。您正在创建一个具有多个属性（嵌入式 tcl 解释器、小部件列表等）的对象。当您这样做时root.destroy()，您只是破坏了该对象拥有的部分数据。对象本身仍然存在并占用内存。由于您在列表中保留对该对象的引用，因此该对象永远不会被垃圾收集，因此内存会挂起。

当您使用 创建根窗口时root = tk.Tk()，您将得到一个对象 ( root)。如果您使用 vars 查看该对象的属性，您会看到以下内容：

>>> root = tk.Tk()
>>> vars(root)
{'children': {}, '_tkloaded': 1, 'master': None, '_tclCommands': ['tkerror', 'exit', '4463962184destroy'], 'tk': <_tkinter.tkapp object at 0x10a1d7f30>}

当您调用 时root.destroy()，您只是销毁小部件本身（本质上是列表中的元素_tclCommands）。该物体的其他部分保持完好。

>>> root.destroy()
>>> vars(root)
{'children': {}, '_tkloaded': 1, 'master': None, '_tclCommands': None, 'tk': <_tkinter.tkapp object at 0x10a1d7f30>}

请注意如何_tclCommands设置为None，但其余属性仍然占用内存。其中之一tk占用了大量永远不会被回收的内存。

要完全删除该对象，您需要将其删除。在您的情况下，您需要从列表中删除该项目，以便不再有对该对象的任何引用。然后，您可以等待垃圾收集器发挥其魔力，或者您可以显式调用垃圾收集器。

这可能不会回收 100% 的内存，但它应该可以让您非常接近。

话虽这么说，tkinter 并不是为了以这种方式使用而设计的。Tk基本期望是您在程序开始时创建一个实例，并保持该实例处于活动状态直到程序退出。

对于您的情况，我建议您在程序启动时创建根窗口一次，然后将其隐藏。然后，您可以askopenfile()在整个计划期间随意拨打电话。如果您想要更通用的功能，请创建一个函数，该函数在第一次调用时创建根窗口并缓存该窗口，以便只需创建一次。