Python中的弱引用

Question

Python中的弱引用

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我一直在尝试理解Python弱引用列表/字典的工作原理。我已经阅读了相关文档，但是我仍然无法理解它们的工作原理以及可以用它们做什么。有人可以给我一个基本示例来说明它们的作用，并解释一下它们的工作原理吗？

（编辑）使用Thomas的代码，当我将obj替换为[1,2,3]时，它会抛出异常：

Traceback (most recent call last):
File "C:/Users/nonya/Desktop/test.py", line 9, in <module>
r = weakref.ref(obj)
TypeError: cannot create weak reference to 'list' object

- IT Ninja

4个回答

55

只是想指出，weakref.ref不能用于内置列表，因为在列表的__slots__中没有__weakref__。例如，下面的代码定义了一个支持weakref的列表容器。

import weakref

class weaklist(list):
    __slots__ = ('__weakref__',)

l = weaklist()
r = weakref.ref(l)

- jichi

2

哇..我经常使用__slots__，这让我避免了一些严重的麻烦 :) - Markus

16

关键在于它们允许引用对象而不阻止垃圾收集。

你想要这样做的两个主要原因是，一是你自己定期管理资源，例如关闭文件，但由于这些间隔时间可能很长，所以垃圾收集器可能会为你做这件事；或者你创建了一个对象，但追踪它在程序中的位置可能相对较昂贵，但你仍然希望处理实际存在的实例。

第二种情况可能更常见——当你持有例如通知对象列表时，并且不想通知系统阻止垃圾回收时，就适用这种方法。

- Marcin

1

也许有3个原因？第三个是破除循环引用的问题。 - dashesy

2

@dashesy 是正确的。弱引用最常见的（可以说是唯一安全的）用例是显式地打破引用循环。虽然 Python 垃圾收集器最终会自动打破这种循环，但防止这种循环形成的空间和时间开销要小得多。其他所有使用弱引用的方式都极其脆弱，在任何情况下都应该以一定程度的恐惧和尊重对待。 - Cecil Curry

4

这里是一个比较dict和WeakValueDictionary的例子:

class C: pass
ci=C()
print(ci)

wvd = weakref.WeakValueDictionary({'key' : ci})
print(dict(wvd), len(wvd)) #1
del ci
print(dict(wvd), len(wvd)) #0

ci2=C()
d=dict()
d['key']=ci2
print(d, len(d))
del ci2
print(d, len(d))

这是输出结果：

<__main__.C object at 0x00000213775A1E10>
{'key': <__main__.C object at 0x00000213775A1E10>} 1
{} 0
{'key': <__main__.C object at 0x0000021306B0E588>} 1
{'key': <__main__.C object at 0x0000021306B0E588>} 1

请注意，在第一种情况下，一旦我们使用del ci删除了对象，实际上它也将从字典wvd中删除。

在常规Python字典dict类的情况下，尽管我们尝试删除对象，但是如示例所示，它仍然存在。

注意：如果我们使用del，则不需要在此之后调用gc.collect()，因为仅使用del就可以有效地删除该对象。

- prosti

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可以查看英文原文，
原文链接

- Thomas Orozco · Accepted Answer

理论

引用计数通常工作方式如下：每次你创建一个对对象的引用时，它会增加一个引用计数，每当你删除一个引用时，它会减少一个引用计数。

弱引用允许你创建对对象的引用，但不会增加引用计数。

当 Python 的垃圾收集器运行时，引用计数被使用：任何引用计数为 0 的对象都将被垃圾回收。

你可以使用弱引用来引用昂贵的对象，或避免循环引用（虽然垃圾收集器通常会自动处理）。

用法

下面是一个演示其用法的实际例子：

import weakref
import gc

class MyObject(object):
    def my_method(self):
        print 'my_method was called!'

obj = MyObject()
r = weakref.ref(obj)

gc.collect()
assert r() is obj #r() allows you to access the object referenced: it's there.

obj = 1 #Let's change what obj references to
gc.collect()
assert r() is None #There is no object left: it was gc'ed.