对象的非永久引用weakref

weakref库支持对象的弱引用。正常的引用会增加对象的引用数，并避免它被垃圾回收。但结果并不总是期望的那样。

比如，有时候可能会出现一个循环引用，或者有时候需要内存时，可能要删除对象的缓存。而弱引用是一个不能避免对象被自动清理的对象句柄。

引用

下面，我们来看一个简单的例子，示例如下：

import weakrefclass MyObject:    def __del__(self):        print('删除{}'.format(self))obj = MyObject()r = weakref.ref(obj)print('obj:', obj)print('ref:', r)print('r():', r())print("删除对象引用")del objprint('r():', r())

运行之后，控制台输出如下：

这里对象的弱引用需要通过ref类来管理，要获取原对象，可以调用引用对象。这里，由于obj在第二次调用引用之前已经被删除，所以ref返回None。

引用回调

ref的构造函数还有一个可选参数，删除所所应用的对象时，会调用这个函数，也就是java里常说的回调函数。示例如下：

import weakrefclass MyObject:    def __del__(self):        print('删除{}'.format(self))def callBack(reference):    print('callback{}'.format(reference))obj = MyObject()r = weakref.ref(obj, callBack)print('obj:', obj)print('ref:', r)print('r():', r())print("删除对象引用")del objprint('r():', r())

相对于前面的代码，除了多出一个方法，以及一个参数之外，其他的代码一模一样。运行之后，效果如下：

当引用已经死亡，不再引用原对象时，就会触发这个回调函数。因为回调函数接收的参数是引用对象，所以这个特性的一种用法是从缓存中删除弱引用对象。

最终化对象

清理弱引用时要对资源完成更健壮的管理，可以使用finalize将回调与对象关联。finalize实例会一直保留，直到所关联的对象被删除，即使应用并没有保留最终化对象的引用。

示例如下：

import weakrefclass MyObject:    def __del__(self):        print('删除{}'.format(self))def on_finalize(*args):    print('on_finalize-----{}'.format(args))obj=MyObject()weakref.finalize(obj,on_finalize,'额外参数')del obj

运行之后，效果如下：

finalize参数包括要跟踪对象，对象被垃圾回收时要调用的回调函数on_finalize以及传入这个回调函数的所有位置或命令参数。

不过，finalize还有一个属性atexit，它用来控制程序退出时是否调用这个回调（如果还没有调用的话），示例如下：

f = weakref.finalize(obj, on_finalize, '额外参数')f.atexit = False

这里，只需要改变最后两行代码，运行不会有任何结果。这是因为设置atexit为False表示不调用这个回调。

需要注意的是，因为finalize跟踪了一个对象的一个引用，那么便会导致这个对象引用被保留，所以这个对象永远不会被垃圾回收。

代理

有时候使用代理比使用弱引用更方便。使用代理可以像使用原对象一样，而且不要求再访问对象之前先调用代理。

这说明，可以将代理传递到一个库，而这个库并不知道它接收的是一个引用而不是真正的对象。

示例如下：

import weakrefclass MyObject:    def __init__(self, name):        self.name = name    def __del__(self):        print('删除{}'.format(self))obj = MyObject("MyObject")r = weakref.ref(obj)p = weakref.proxy(obj)print('obj:', obj.name)print('ref:', r().name)print('proxy:', p.name)del objprint('proxy:', p.name)

运行之后，效果如下：

可以看到，如果引用对象已经被删除，那么再访问代理会产生一个ReferenceError异常。

缓存对象

ref和proxy类被认为是底层的。尽管它们对于维护单个对象的弱引用很有用，并且还支持对循环引用的垃圾回收。

但WeakKeyDictionary和WeakValueDictionary类为创建多个对象的缓存提供了一个更合适的API。

WeakValueDictionary类使用它包含的值的弱引用，当其他代码不再真正使用这些值时，则允许垃圾回收。

利用垃圾回收器的显式调用，下面展示了使用常规字典和WeakValueDictionary完成内存处理的区别。

import weakrefimport gcfrom pprint import pprintgc.set_debug(gc.DEBUG_UNCOLLECTABLE)class MyObject:    def __init__(self, name):        self.name = name    def __repr__(self):        return 'MyObject---{}'.format(self.name)    def __del__(self):        print('删除---{}'.format(self))def demo(cache_factory):    all_refs = {}    print('缓存类型：', cache_factory)    cache = cache_factory()    for name in ['one', 'two', 'three']:        o = MyObject(name)        cache[name] = o        all_refs[name] = o        del o    print(" all_refs=", end='')    pprint(all_refs)    print("开始 缓存包括：", list(cache.keys()))    for name, value in cache.items():        print('{}={}'.format(name, value))        del value    print('清理')    del all_refs    gc.collect()    print('结束 缓存包括：', list(cache.keys()))    for name, value in cache.items():        print('{}={}'.format(name, value))    print("返回")    returndemo(dict)print()demo(weakref.WeakValueDictionary)

运行之后，效果如下：

如上图所示，如果循环变量指示所缓存的值，那么这些循环变量必须被显式清除，以使对象的引用数减少。否则，垃圾回收器不会删除这些对象，它们仍然会保留在缓存中。类似地，all_refs变量用来保存引用，以防止它们被过早地垃圾回收。