1. weakref对象的非永久引用
weakref模块支持对象的弱引用。正常的引用会增加对象的引用数，并避免它被垃圾回收。但结果并不总是如期望中的那样，比如有时可能会出现一个循环引用，或者有时需要内存时可能要删除对象的缓存。弱引用(weak reference)是一个不能避免对象被自动清理的对象句柄。
1.1 引用
对象的弱引用要通过ref类来管理。要获取原对象，可以调用引用对象。
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())
print(‘deleting obj‘)
del obj
print(‘r():‘, r())
在这里，由于obj在第二次调用引用之前已经被删除，所以ref返回None。
1.2 引用回调
ref构造函数接受一个可选的回调函数，删除所引用的对象时会调用这个函数。
import weakref
class ExpensiveObject:
def __del__(self):
print(‘(Deleting {})‘.format(self))
def callback(reference):
"""Invoked when referenced object is deleted"""
print(‘callback({!r})‘.format(reference))
obj = ExpensiveObject()
r = weakref.ref(obj, callback)
print(‘obj:‘, obj)
print(‘ref:‘, r)
print(‘r():‘, r())
print(‘deleting obj‘)
del obj
print(‘r():‘, r())
当引用已经“死亡”而且不再引用原对象时，这个回调会接受这个引用对象作为参数。这个特性的一种用法就是从缓存中删除弱引用对象。
1.3 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。
import weakref
class ExpensiveObject:
def __del__(self):
print(‘(Deleting {})‘.format(self))
def on_finalize(*args):
print(‘on_finalize({!r})‘.format(args))
obj = ExpensiveObject()
weakref.finalize(obj, on_finalize, ‘extra argument‘)
del obj
finalize的参数包括要跟踪的对象，对象被垃圾回收时要调用的callable，以及传入这个callable的所有位置或命名参数。
这个finalize实例有一个可写属性atexit，用来控制程序退出时是否调用这个回调(如果还未调用)。
import sys
import weakref
class ExpensiveObject:
def __del__(self):
print(‘(Deleting {})‘.format(self))
def on_finalize(*args):
print(‘on_finalize({!r})‘.format(args))
obj = ExpensiveObject()
f = weakref.finalize(obj, on_finalize, ‘extra argument‘)
f.atexit = bool(int(sys.argv[1]))
默认设置是调用这个回调。将atexit设置为false会禁用这种行为。
如果向finalize实例提供所跟踪对象的一个引用，这便会导致一个引用被保留，所以这个对象永远不会被垃圾回收。
import gc
import weakref
class ExpensiveObject:
def __del__(self):
print(‘(Deleting {})‘.format(self))
def on_finalize(*args):
print(‘on_finalize({!r})‘.format(args))
obj = ExpensiveObject()
obj_id = id(obj)
f = weakref.finalize(obj, on_finalize, obj)
f.atexit = False
del obj
for o in gc.get_objects():
if id(o) == obj_id:
print(‘found uncollected object in gc‘)
如上所示，尽管obj的显式引用已经删除，但是这个对象仍保留，通过f对垃圾回收器可见。
使用所跟踪对象的一个绑定方法作为callable也可以适当地避免对象最终化。
import gc
import weakref
class ExpensiveObject:
def __del__(self):
print(‘(Deleting {})‘.format(self))
def do_finalize(self):
print(‘do_finalize‘)
obj = ExpensiveObject()
obj_id = id(obj)
f = weakref.finalize(obj, obj.do_finalize)
f.atexit = False
del obj
for o in gc.get_objects():
if id(o) == obj_id:
print(‘found uncollected object in gc‘)
由于为finalize提供的callable是实例obj的一个绑定方法，所以最终化方法保留了obj的一个引用，它不能被删除和被垃圾回收。
1.4 代理
有时使用代理比较弱引用更方便。使用代理可以像使用原对象一样，而且不要求在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。
import weakref
class ExpensiveObject:
def __init__(self, name):
self.name = name
def __del__(self):
print(‘(Deleting {})‘.format(self))
obj = ExpensiveObject(‘My Object‘)
r = weakref.ref(obj)
p = weakref.proxy(obj)
print(‘via obj:‘, obj.name)
print(‘via ref:‘, r().name)
print(‘via proxy:‘, p.name)
del obj
print(‘via proxy:‘, p.name)
如果引用对象被删除后再访问代理，会产生一个ReferenceError异常。
1.5 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适合的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 gc
from pprint import pprint
import weakref
gc.set_debug(gc.DEBUG_UNCOLLECTABLE)
class ExpensiveObject:
def __init__(self, name):
self.name = name
def __repr__(self):
return ‘ExpensiveObject({})‘.format(self.name)
def __del__(self):
print(‘ (Deleting {})‘.format(self))
def demo(cache_factory):
# hold objects so any weak references
# are not removed immediately
all_refs = {}
# create the cache using the factory
print(‘CACHE TYPE:‘, cache_factory)
cache = cache_factory()
for name in [‘one‘, ‘two‘, ‘three‘]:
o = ExpensiveObject(name)
cache[name] = o
all_refs[name] = o
del o # decref
print(‘ all_refs =‘, end=‘ ‘)
pprint(all_refs)
print(‘\n Before, cache contains:‘, list(cache.keys()))
for name, value in cache.items():
print(‘ {} = {}‘.format(name, value))
del value # decref
# remove all references to the objects except the cache
print(‘\n Cleanup:‘)
del all_refs
gc.collect()
print(‘\n After, cache contains:‘, list(cache.keys()))
for name, value in cache.items():
print(‘ {} = {}‘.format(name, value))
print(‘ demo returning‘)
return
demo(dict)
print()
demo(weakref.WeakValueDictionary)
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。
WeakKeyDictionary的工作与之类似，不过使用了字典中键的弱引用而不是值的弱引用。
原文地址：https://www.cnblogs.com/liuhui0308/p/12346682.html