Python 변수의 할당 원리

Introduction

파이썬 언어가 어떻게 변수를 메모리에 할당하고 관리하는지 알아본다.

Object References

파이썬은 객체 지향 언어이다. 파이썬의 모든 것들이 객체라고 알려져 있다. 상당히 추상적인 표현이다. 그러나, 변수가 어떻게 할당되는지 안다면 왜 이런 표현이 맞는지 알 수 있다.

변수의 할당

파이썬 변수는 일종의 심볼릭 네임이다. 이는 객체에 대한 포인터 또는 참조를 의미한다.
객체가 변수에 할당이 된다면, 그 객체의 이름을 불러 참조할 수 있다. 예를 들면 다음과 같은 상수를 할당한다고 해보자.

n = 300

300이란 객체가 있고, 이를 n이란 변수(심볼릭 네임)에 할당했다. n이란 변수는 300이란 상수의 포인터라고 할 수 있고 다음과 같이 이미지로 표현할 수 있다.

이제 m = n 이란 할당문을 써보자.

m = n

m에 n이 참조하는 객체를 동일하게 참조한다. 새로운 객체를 만든 것이 아니다.

여기서 m을 400으로 바꿔보자. 그럼 n도 바뀔까?

m = 400

n은 바뀌지 않는다. 단지 m이 참조하는 객체가 400으로 바뀌었을 뿐이다. 이는 숫자 상수가 아닌 문장이어도 동일하다.

n = "foo"

이 때 객체 300을 참조하는 변수가 없어졌기 때문에, 300이란 객체는 실제로 존재하지 않게 된다.

즉, 객체를 참조하는 변수가 없을 경우 해당 객체의 lifetime이 끝난다.

Garbage collection과 Reference Counting

동적으로 할당했던 메모리 영역에서 필요가 없어진(lifetime이 끝난) 데이터 영역을 해제하는 것을 garbage collection (gc)이라고 한다.
Python은 reference한 변수가 없을 때 자동으로 gc를 수행한다. 이러한 방식을 Reference counting이라고 한다.

Discussion

요약

• 변수는 일종의 심볼릭 네임으로 객체(데이터)를 참조한다.
• reference counting에 의해 변수의 lifetime이 정해진다.
• 이에 따라 gb도 자동으로 이뤄진다.

기타

• reference counting가 여러 문제를 야기하는데 다른 포스팅에서 다룰 예정이다.

Reference

python 공식문서
Statically Vs Dynamically Typed Languages
Memory allocation and managment