Распределение строковой памяти в Python: раскрытие тайны

Эффективная обработка идентичных строк в Python посредством оптимизации памяти была темой обсуждения среди разработчиков. Однако понимание точных обстоятельств, при которых Python выделяет новую память для идентичных строк, остается неясным.

Интерпретатор Python использует две различные категории строк: уникальные строки и обычные строки. Уникальные строки хранятся в уникальном кеше (Ucache), что эффективно экономит память и ускоряет сравнение строк на равенство. С другой стороны, обычные строки, известные как Ostrings, могут храниться в памяти несколько раз.

Распределение строк в Python зависит от оптимизации, специфичной для реализации, с приоритетом эффективности. Создание нового объекта при обнаружении существующего равного объекта оказывается трудоемкой операцией. Следовательно, реализации обычно отдают предпочтение созданию новых объектов или повторному использованию существующих, основываясь на вероятности быстрого нахождения совпадения.

Когда в одной функции появляется несколько вхождений одного и того же строкового литерала, Python обычно использует «новую ссылку на стратегия «тот же объект». Этот подход практичен, поскольку позволяет идентифицировать и избегать дублирования в пуле констант функции. Однако распространение этой стратегии на отдельные функции становится более сложной задачей, что побуждает реализации либо вообще отказаться от оптимизации, либо ограничить ее применение определенными сценариями.

Чтение данных из файлов представляет еще один уровень сложности. Реализации Python обычно не пытаются идентифицировать потенциальные дубликаты при обработке строкового ввода из файлов. Этот подход направлен на поддержание разумного компромисса между производительностью во время выполнения и потреблением памяти.

Разработчики могут создать свою собственную стратегию «пула констант» для решения проблем оптимизации памяти в сценариях, где они ожидают больших, подверженных дублированию неизменяемых объектов. Функция Python intern() полезна для интернирования строк, позволяя разработчикам вручную идентифицировать и повторно использовать существующие строковые объекты.