树莓派Python监听脚本内存耗尽问题求助（TCP/HTTP）

在树莓派（RPi）上需要实现一个可被其他设备触发的Python脚本事件，将GPIO输出置高60秒。先后尝试了TCP监听和HTTP GET两种方案，均出现内存耗尽导致系统崩溃的问题，而不运行监听脚本时系统可稳定运行数月。

TCP监听方案代码 #

def run_tcp_listener():

   global PINO_MOB  # = 16

   server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
   server_socket.bind(('', 8123))
   server_socket.listen(1)

   while True:
      GPIO.output(PINO_MOB, GPIO.LOW)
      client_socket, client_address = server_socket.accept()

      message = client_socket.recv(16)
      if message == 'Gong_Familie':
         GPIO.output(PINO_MOB, GPIO.HIGH)

      client_socket.close()
      time.sleep(60)

该任务以独立进程启动：

proc = Process(target=run_tcp_listener)
proc.start()

HTTP GET监听方案代码 #

def run_http_listener():
   # Die Adresse und Portnummer, an der der Server lauschen soll
   server_address = ('', 8124)

   # Erstellt eine Instanz des HTTP-Servers mit der eigenen Handler-Klasse
   httpd = HTTPServer(server_address, MyHTTPRequestHandler)

   # Startet den Server und laesst ihn auf eingehende Anfragen warten
   httpd.serve_forever()



# eigene Handler-Klasse, die von BaseHTTPRequestHandler erbt
class MyHTTPRequestHandler(BaseHTTPRequestHandler):

   # wird aufgerufen, wenn eine HTTP GET-Anforderung empfangen wird
   def do_GET(self):

      global PINO_MOB

      # Setzt den HTTP-Statuscode auf 200 (OK)
      self.send_response(200)

      # Setzt den Content-Type Header
      self.send_header('Content-type', 'text/html')
      self.end_headers()

      # Aktiviert GPIO (Mobotix) fuer 60s
      if self.path == '/Gong_Familie':
         GPIO.output(PINO_MOB, GPIO.HIGH)
         time.sleep(60)
         GPIO.output(PINO_MOB, GPIO.LOW)

该任务同样以独立进程启动：

proc = Process(target=run_http_listener)
proc.start()

问题现象 #

两种方案运行不到1小时就会出现内存耗尽，交换文件（swap）开始增长后系统很快卡死，触摸屏无响应，甚至无法通过SSH重新登录。使用环境为Python 2.7、Jessie Lite（kiosk模式），曾尝试升级Python 3.x遇问题后回退。

1. 修复TCP方案的资源泄漏 #

原TCP代码中，客户端连接关闭后可能存在资源回收不及时的情况，添加异常处理确保资源彻底释放：

def run_tcp_listener():
    global PINO_MOB  # = 16
    server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
    server_socket.bind(('', 8123))
    server_socket.listen(1)

    while True:
        GPIO.output(PINO_MOB, GPIO.LOW)
        client_socket = None
        try:
            client_socket, client_address = server_socket.accept()
            message = client_socket.recv(16)
            if message == 'Gong_Familie':
                GPIO.output(PINO_MOB, GPIO.HIGH)
        finally:
            if client_socket:
                client_socket.close()
                client_socket = None  # 强制释放引用
        time.sleep(60)

2. 改进HTTP方案的阻塞问题 #

原HTTP方案中do_GET内的time.sleep(60)会阻塞整个服务器，导致请求排队和资源累积，改用线程处理GPIO延时：

import threading

def activate_gpio():
    global PINO_MOB
    GPIO.output(PINO_MOB, GPIO.HIGH)
    time.sleep(60)
    GPIO.output(PINO_MOB, GPIO.LOW)

class MyHTTPRequestHandler(BaseHTTPRequestHandler):
    def do_GET(self):
        self.send_response(200)
        self.send_header('Content-type', 'text/html')
        self.end_headers()

        if self.path == '/Gong_Familie':
            # 启动独立线程处理延时，不阻塞主服务
            threading.Thread(target=activate_gpio).start()

3. 强制Python内存回收 #

在脚本开头添加内存回收配置，帮助Python 2.7及时释放闲置内存：

import gc
import threading
import time

gc.enable()

def periodic_gc():
    while True:
        gc.collect()
        time.sleep(300)  # 每5分钟主动回收一次内存

# 在启动监听前启动回收线程
threading.Thread(target=periodic_gc, daemon=True).start()

4. 替换为轻量级shell方案 #

如果上述方法仍无效，可完全避开Python，用netcat配合shell脚本实现：
创建trigger_gpio.sh脚本：

#!/bin/bash
GPIO_PIN=16
# 导出GPIO引脚
echo "$GPIO_PIN" > /sys/class/gpio/export
echo "out" > /sys/class/gpio/gpio$GPIO_PIN/direction
# 置高引脚
echo "1" > /sys/class/gpio/gpio$GPIO_PIN/value
sleep 60
# 置低并释放引脚
echo "0" > /sys/class/gpio/gpio$GPIO_PIN/value
echo "$GPIO_PIN" > /sys/class/gpio/unexport

赋予执行权限：

chmod +x trigger_gpio.sh

用netcat监听端口触发脚本：

nc -l -p 8123 -e ./trigger_gpio.sh

该方案资源占用极低，完全避免Python内存问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者DerLord