Python C API调用sys.getsizeof()出现段错误，请求排查问题

核心错误点 #

• 错误使用PyModule_New导入模块
  PyModule_New是用来创建全新的空模块对象，而非导入Python已有的sys模块。你用这个函数得到的sys对象根本没有getsizeof方法，后续调用PyObject_CallMethodObjArgs会返回NULL，直接访问这个空指针就会触发段错误。正确导入现有模块应该用PyImport_ImportModule("sys")。

• 冗余的引用计数操作
  传入的obj参数在调用函数时应该已经持有合法的引用计数，额外执行Py_INCREF(obj)后又在结尾Py_DECREF(obj)，会导致引用计数多减一次，可能引发对象提前释放或内存错误，直接去掉这两个操作即可。

• 未检查API调用的返回值
  导入模块、获取方法、调用方法等步骤都可能失败返回NULL，你没有做任何错误检查就直接使用返回值，空指针访问必然触发段错误。

• 冗余的字符串对象创建
  Py_BuildValue("s", "getsizeof")可以用更简洁的PyObject_GetAttrString替代，直接从sys模块获取getsizeof方法，省去手动创建字符串对象的步骤。

修正后的代码 #

// Returns in bytes the size of obj in memory (emulates sys.getsizeof(obj))
size_t getSizeOf(PyObject* obj) {
    // 检查输入对象合法性
    if (!obj) {
        return 0;
    }

    // 正确导入sys模块
    PyObject* sys_module = PyImport_ImportModule("sys");
    if (!sys_module) {
        PyErr_Print();
        return 0;
    }

    // 获取sys.getsizeof方法
    PyObject* getsizeof_func = PyObject_GetAttrString(sys_module, "getsizeof");
    Py_DECREF(sys_module); // 模块引用可提前释放
    if (!getsizeof_func || !PyCallable_Check(getsizeof_func)) {
        if (getsizeof_func) Py_DECREF(getsizeof_func);
        PyErr_Print();
        return 0;
    }

    // 调用getsizeof(obj)
    PyObject* result = PyObject_CallFunctionObjArgs(getsizeof_func, obj, NULL);
    Py_DECREF(getsizeof_func);
    if (!result) {
        PyErr_Print();
        return 0;
    }

    // 转换为size_t类型并合法性校验
    long tmp = PyLong_AsLong(result);
    size_t size = (tmp >= 0) ? (size_t)tmp : 0;
    Py_DECREF(result);

    return size;
}

修正说明 #

1. 用PyImport_ImportModule正确导入sys模块
2. 增加了所有关键步骤的错误检查，避免空指针访问
3. 移除了不必要的引用计数操作，避免内存错误
4. 使用PyObject_GetAttrString简化方法获取流程
5. 对返回的长整型值做合法性判断，避免负数转换问题

内容的提问来源于stack exchange，提问作者TCA 166