python 弱引用

正是因为有引用，对象才会在内存中存在。当对象的引用数量归零后，垃圾回收程序会把 对象销毁。但是，有时需要引用对象，而不让对象存在的时间超过所需时间。这经常用在缓存中。

弱引用不会增加对象的引用数量。引用的目标对象称为所指对象（referent）。因此我们说，弱引用不会妨碍所指对象被当作垃圾回收。

弱引用在缓存应用中很有用，因为我们不想仅因为被缓存引用着而始终保存缓存对象。

下面展示如何使用 weakref.ref 实例获取所指对象。如果对象存在，调用弱引用可 以获取对象；否则返回 None。

w = weakref.ref(a) 创建弱引用对象 w，下一行审查它。

调用 w() 返回的是被引用的对象，{0, 1}。因为这是控制台会话，所以 {0, 1} 会绑 定给 _ 变量。

del a a不再指代 {0, 1} 集合，因此集合的引用数量减少了。但是 _ 变量仍然指代它。

调用 w() 依旧返回 {0, 1}。 但是，随后 _ 绑定到结果值 False。现在 {0, 1} 没有强引用了。

因为 {0, 1} 对象不存在了，所以 w() 返回 None

weakref 模块的文档（http://docs.python.org/3/library/weakref.html）指出，weakref.ref 类其 实是低层接口，供高级用途使用，多数程序最好使用 weakref 集合和 finalize。也就是说， 应该使用 WeakKeyDictionary、WeakValueDictionary、WeakSet 和 finalize（在内部使用弱 引用），不要自己动手创建并处理 weakref.ref 实例。在示例中那么做是希望借 助实际使用 weakref.ref 来褪去它的神秘色彩。但是实际上，多数时候 Python 程序都使用 weakref 集合。

WeakValueDictionary
WeakValueDictionary 类实现的是一种可变映射，里面的值是对象的弱引用。被引用的对象 在程序中的其他地方被当作垃圾回收后，对应的键会自动从 WeakValueDictionary 中删除。 因此，WeakValueDictionary 经常用于缓存。

示例：
class Cheese:

"""
 weakref 集合
"""
import weakref


class Cheese:

    def __init__(self, kind):
        self.kind = kind

    def __repr__(self):
        return 'Cheese(%r)' % self.kind


if __name__ == "__main__":
    # 创建 WeakValueDictionary 实例
    stock = weakref.WeakValueDictionary()
    catalog = [Cheese('Red Leicester'), Cheese('Tilsit'), Cheese('Brie'), Cheese('Parmesan')]

    # stock 把奶酪的名称映射到 catalog 中 Cheese 实例的弱引用上。
    for cheese in catalog:
        stock[cheese.kind] = cheese

    # stock 是完整的。
    print(sorted(stock.keys()))

    # 删除 catalog 之后
    del catalog
    print(sorted(stock.keys()))

    del cheese
    print(sorted(stock.keys()))

运行结果：

这里在 del catalog 删除后为啥 stock.keys() 还有值呢？
临时变量引用了对象，这可能会导致该变量的存在时间比预期长。通常，这对 局部变量来说不是问题，因为它们在函数返回时会被销毁。但是在示例中，for 循环中的变量 cheese 是全局变量，除非显式删除，否则不会消失。

与 WeakValueDictionary 对应的是WeakKeyDictionary， 后 者 的 键 是 弱 引 用。weakref. WeakKeyDictionary 的文档： （https://docs.python.org/3/library/weakref.html?highlight=weakref#weakref. WeakKeyDictionary）指出了一些可能的用途：

weakref 模块还提供了 WeakSet 类，按照文档的说明，这个类的作用很简单：“保存元素弱引用的集合类。元素没有强引用时，集合会把它删除。”如果一个类需要知道所有实例， 一种好的方案是创建一个 WeakSet 类型的类属性，保存实例的引用。如果使用常规的 set， 实例永远不会被垃圾回收，因为类中有实例的强引用，而类存在的时间与 Python 进程一样 长，除非显式删除类。这些集合，以及一般的弱引用，能处理的对象类型有限。

弱引用的局限
不是每个 Python 对象都可以作为弱引用的目标（或称所指对象）。基本的 list 和 dict 实 例不能作为所指对象，但是它们的子类可以轻松地解决这个问题

class MyList(list):     
	"""list的子类，实例可以作为弱引用的目标""" 
 
a_list = MyList(range(10)) 
 
# a_list可以作为弱引用的目标 wref_to_a_list = weakref.ref(a_list)

set 实例可以作为所指对象，因此可以使用 set 实例。用户定义的类型也没问题， 但是，int 和 tuple 实例不能作为弱引用的目标，甚至它们的子类也不行。
这些局限基本上是 CPython 的实现细节，在其他 Python 解释器中情况可能不一样。这些局 限是内部优化导致的结果。