Python3 weakref：实现非永久引用与内存管理

Python3标准库中的`weakref`模块提供了一种特殊的引用类型——弱引用，用于处理那些不需要永久保留的、生命周期较短的对象引用。弱引用不会像普通引用那样增加对象的引用计数，因此当对象的引用计数降为零时，即使还有弱引用存在，垃圾回收机制也会自动清理该对象，从而避免了内存泄漏的问题。 1. 引用管理 `weakref`模块的核心是`ref`类，它创建一个弱引用。例如，以下代码展示了如何创建和使用弱引用： ```python import weakref class ExpensiveObject: def __del__(self): print('(Deleting {})'.format(self)) obj = ExpensiveObject() r = weakref.ref(obj) print('obj:', obj) print('ref:', r) print('r():', r()) # 如果obj未被删除，这里会打印出对象 print('deleting obj') del obj print('r():', r()) # 在obj被删除后，这里将返回None，表示弱引用失效 ``` 2. 引用回调 弱引用允许在删除所引用的对象时执行自定义操作。`ref`构造函数可以接受一个回调函数作为可选参数，当引用死亡时，这个函数会被调用。这对于实现缓存清理或资源释放很有帮助： ```python def callback(reference): print('callback({!r})'.format(reference)) obj = ExpensiveObject() r = weakref.ref(obj, callback) # ... del obj ``` 当回调函数被调用时，通常会在缓存中移除对应的弱引用对象，确保资源得到适当的管理。 3. 最终化对象 为了确保清理弱引用时能完成更稳健的资源管理，可以使用`weakref.finalize`方法。这将创建一个`Finalizer`实例，它会在对象被垃圾回收前执行指定的回调函数，清理相关资源。例如： ```python from weakref import finalize class ExpensiveObject: ... obj = ExpensiveObject() finalizer = finalize(obj, resource_cleanup_function, arg1, arg2) # ... ``` 当`obj`被垃圾回收时，`resource_cleanup_function(arg1, arg2)`将被执行。 总结，Python的`weakref`模块提供了弱引用机制，适用于那些不需要永久持有且生命周期不确定的对象，通过减少引用计数来避免内存泄露，同时支持引用回调和最终化对象的清理，使程序更加健壮和高效。