Python 中的 __weakref__ 到底是什么？

Question

令人惊讶的是，没有关于 __weakref__ 的明确文档。 此处 解释了弱引用。 __weakref__ 在 __slots__ 的文档中也有简短提及。但我找不到任何关于 __weakref__ 本身的信息。

__weakref__ 究竟是什么？ - 它只是一个充当标志的成员：如果存在，该对象可能是弱引用的？ - 或者它是一个可以被覆盖/分配以获得所需行为的函数/变量？如何？

原文由 Michael 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

Answer 1

__weakref__ 只是一个不透明的对象，引用了当前对象的所有弱引用。事实上，它是 weakref （或有时 weakproxy ）的一个实例，它既是对该对象的弱引用，也是该对象所有弱引用的双向链表的一部分。

它只是一个实现细节，允许垃圾收集器通知弱引用其引用已被收集，并且不再允许访问其底层指针。

弱引用不能依赖于检查它引用的对象的引用计数。这是因为该内存可能已被回收并且现在正被另一个对象使用。最好的情况是 VM 会崩溃，最坏的情况是弱引用将允许访问它最初未引用的对象。这就是垃圾收集器必须通知弱引用其引用不再有效的原因。

有关此对象的结构和 C-API，请参阅 weakrefobject.h 。实现细节在 这里

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Answer 2

有趣的是， 语言文档 在这个主题上有点没有启发性：

如果没有 __weakref__ 每个实例的变量，定义 __slots__ 的类不支持对其实例的弱引用。如果需要弱引用支持，则将 '__weakref__' 添加到 __slots__ 声明中的字符串序列。

C API 文档 更有用：

当一个类型的 __slots__ 声明包含一个名为 __weakref__ 的插槽时，该插槽成为该类型实例的弱引用列表头，并且该插槽的偏移量存储在该类型的 tp_weaklistoffset 。

弱引用形成一个栈。该堆栈的顶部（对对象的最新弱引用）可通过 __weakref__ 获得。只要有可能，弱引用就会被重用，因此堆栈通常为空或包含单个元素。

例子

当您第一次使用 weakref.ref() 时，您为目标对象创建了一个新的弱引用堆栈。此堆栈的顶部是新的弱引用，并存储在目标对象的 __weakref__ 中：

 >>> import weakref
>>> class A: pass
...
>>> a = A()
>>> b = weakref.ref(a)
>>> c = weakref.ref(a)
>>> c is b, b is a.__weakref__
True, True
>>> weakref.getweakrefs(a)
[<weakref at 0x10dbe5270; to 'A' at 0x10dbc2fd0>]

如您所见， c 重新使用 b 。您可以通过传递回调参数强制 Python 创建一个新的弱引用：

 >>> import weakref
>>> class A: pass
...
>>> def callback(ref): pass
...
>>> a = A()
>>> b = weakref.ref(a)
>>> c = weakref.ref(a, callback)
>>> c is b, b is a.__weakref__
False, True
>>> weakref.getweakrefs(a)
[<weakref at 0x10dbcfcc0; to 'A' at 0x10dbc2fd0>,
 <weakref at 0x10dbe5270; to 'A' at 0x10dbc2fd0>]

现在 c 是堆栈中的新弱引用。

原文由 dhke 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议