Python：weakref 库高级用法举例和应用详解

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Python：weakref库高级用法举例和应用详解

模块介绍

weakref 模块是 Python 标准库中的一个重要工具，用于实现弱引用机制。弱引用允许引用对象而不增加对象的引用计数，从而避免意外阻止对象被垃圾回收。此功能对内存管理甚为关键，特别是在处理大的数据集和复杂对象图时。weakref 模块适用于所有支持 Python 3 的版本。

应用场景

weakref 模块主要在以下应用场景中普遍使用：

  1. 内存敏感应用：避免内存泄漏，确保对象能被及时垃圾回收。
  2. 缓存管理：实现对象缓存机制，保证缓存对象在内存使用压力大时能被清除。
  3. 事件系统和回调管理：避免长期引用回调函数或事件处理器，确保回调对象能被自动清理。

安装说明

weakref 模块是 Python 标准库自带模块，因此无需进行额外安装。默认安装 Python 3 后，即可直接引用和使用该模块。

用法举例

例 1：基本弱引用使用

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import weakref

class MyClass:
    def __init__(self, value):
        self.value = value

# 创建一个对象实例
obj = MyClass(10)

# 创建弱引用
weak_obj = weakref.ref(obj)

# 通过弱引用访问对象
print(weak_obj().value)  # 输出: 10

# 删除原始对象
del obj

# 弱引用回调
print(weak_obj())  # 输出: None (对象已被垃圾回收)

此代码展示了如何创建一个对象的弱引用，并在对象被删除后检查弱引用是否正确无效。

例 2：使用 weakref.WeakValueDictionary

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import weakref

class MyClass:
    def __init__(self, value):
        self.value = value

# 创建几个对象
obj1 = MyClass(10)
obj2 = MyClass(20)

# 使用WeakValueDictionary存储对象
weak_dict = weakref.WeakValueDictionary()
weak_dict['obj1'] = obj1
weak_dict['obj2'] = obj2

# 访问对象
print(weak_dict['obj1'].value)  # 输出: 10

# 删除对象
del obj1

# 尝试访问已经被删除的对象
print('obj1' in weak_dict)  # 输出: False

此代码展示了如何使用 WeakValueDictionary 来管理对象引用，确保引用的对象在不再需要时可以被垃圾回收。

例 3：弱引用回调函数

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import weakref

class MyClass:
    def __init__(self, value):
        self.value = value

# 定义回调函数
def callback(reference):
    print("MyClass object has been garbage collected:", reference)

# 创建对象和弱引用
obj = MyClass(30)
weak_obj = weakref.ref(obj, callback)

# 删除对象并触发回调
del obj

此代码展示了如何为弱引用指定回调函数，当对象被垃圾回收时，回调函数会被触发。

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