记录使用matplotlib绘图遇到的内存泄露问题

最近我在用matplotlib进行数据可视化时，遇到了一道令人头疼的难题：内存泄漏。 虽然单独运行matplotlib多次生成绘制图没问题，但一旦与pysimplegui结合使用，内存占用就会快速上升，最终导致程序崩溃。经过一番折腾和查阅资料，终于找到了解决方案！

’’' Traceback (most recent call last): File “C:\Python311\Lib\site-packages\matplotlib_pylab_helpers.py”, line 81, in destroy_all manager.destroy() File “C:\Python311\Lib\site-packages\matplotlib\backends_backend_tk.py”, line 562, in destroy self.canvas._tkcanvas.after_cancel(self.canvas.idle_draw_id) File “C:\Python311\Lib\tkinter_init.py”, line 893, in after_cancel data = self.tk.call(‘after’, ‘info’, id)

’’’

Matplotlib和tkinter的关系

首先，我们需要了解matplotlib和tkinter之间的关系。 matplotlib是一个用于创建静态、动画和交互式可视化的绘图库，而 tkinter则是Python标准的GUI工具包，用于创建桌面应用程序的窗口、按钮等界面元素。

在一些情况下，matplotlib会使用tkinter作为其后端来实现交互式图形功能。例如，当我们想要在一个 GUI 应用中嵌入 matplotlib 图表时，就会用到 tk 后端。

内存泄露的原因

我的问题源于这个 tk 后端的依赖关系。 使用 tk 后端时，matplotlib 会与 PySimpleGUI 中使用的 tkinter 进行冲突，导致资源管理混乱，最终引发内存泄漏。 这种冲突可能发生在以下方面：

  • 后端冲突: PySimpleGUI 默认使用 tkinter, 当 matplotlib 也使用 tk 后端时，可能会导致两个库之间的资源管理冲突。
  • 事件循环干扰: PySimpleGUI 和 matplotlib（使用 tk 后端时）可能都试图控制 tkinter 的事件循环，导致资源无法正确释放。

解决方案

最终，我通过切换 matplotlib 的后端解决了问题。 将matplotlib的backend从tk改成Agg后端就能够避免内存泄漏。 ‘Agg’ 是一种非交互式后端，专门用于创建图像文件，它与 GUI 完全无关。

步骤如下:

  1. 在导入 matplotlib 之前，使用 matplotlib.use('Agg') 设置后端。
  2. 使用 plt.savefig('output.png') 保存图形到文件。

import matplotlib matplotlib.use(‘Agg’)

总结

这段经历让我深刻体会到软件开发中的复杂性。即使是看似独立的库之间也可能存在难以察觉的相互影响。

此外，以下几点也值得我们牢记：

  • 谨慎选择后端: 在使用 matplotlib 时，要根据实际需求选择合适的 backend，避免不必要的依赖关系。
  • 仔细管理资源: 使用matplotlib时，一定要及时释放资源，例如使用 plt.close() 关闭图形窗口。

希望我的经验能帮助其他开发者避免类似的困扰!