Go 1.24 中的弱指针包 weak 使用介绍
在 Go 语言中，“弱指针”指的是不会阻止垃圾回收器（GC）回收目标对象的引用。
当一个对象只剩弱指针指向它，而没有任何强引用时，GC 仍会把该对象当作不可达对象并回收；随后，所有指向它的弱指针会自动变为 nil。
简而言之，弱指针不会增加对象的引用计数。当一个对象只被弱指针引用时，垃圾回收器就可以释放它。因此，在尝试使用弱指针的值之前，应检查它是否为 nil。
Go 1.24 中的 weak 包
Go 1.24 新增 weak 包，提供了创建和使用弱指针的简洁 API。
import "weak"type MyStruct struct {Data string
}func main() {obj := &MyStruct{Data: "example"}wp := weak.Make(obj) // 创建弱指针val := wp.Value() // 获取强引用或 nilif val != nil {fmt.Println(val.Data)} else {fmt.Println("对象已被垃圾回收")}
}
在以上示例中，weak.Make(obj) 创建了指向 obj 的弱指针。调用 wp.Value() 时，如果对象仍存活则返回强引用，否则返回 nil。
测试弱指针
import ("fmt""runtime""weak"
)type MyStruct struct {Data string
}func main() {obj := &MyStruct{Data: "test"}wp := weak.Make(obj)obj = nil // 移除强引用runtime.GC()if wp.Value() == nil {fmt.Println("对象已被垃圾回收")} else {fmt.Println("对象仍然存活")}
}
通过将强引用 obj 置为 nil 并主动触发 GC，可观察到弱指针在对象被回收后返回 nil 的行为。
弱指针”与“强引用”的区别：
| 特性 | 强引用 (*T) | 弱引用 (weak.Pointer[T]) |
|---|---|---|
| 影响 GC | 会保持对象存活 | 不会保持对象存活 |
| 空值 | nil | nil（目标被回收或从未赋值） |
| 访问方式 | 直接解引用 | 先调用 Value() |
示例 1： 弱指针做临时缓存
使用弱指针的一个典型场景是在缓存中存储条目，同时不阻止它们被 GC 回收。
package mainimport ("fmt""runtime""sync""weak"
)type User struct {Name string
}var cache sync.Map // map[int]weak.Pointer[*User]func GetUser(id int) *User {// ① 先从缓存里取if wp, ok := cache.Load(id); ok {if u := wp.(weak.Pointer[User]).Value(); u != nil {fmt.Println("cache hit")return u}}// ② 真正加载（这里直接构造）u := &User{Name: fmt.Sprintf("user-%d", id)}cache.Store(id, weak.Make(u))fmt.Println("load from DB")return u
}func main() {u := GetUser(1) // load from DBfmt.Println(u.Name)runtime.GC() // 即使立刻 GC，因 main 持有强引用，User 仍在u = nil // 释放最后一个强引用runtime.GC() // 触发 GC，User 可能被回收_ = GetUser(1) // 如被回收，会再次 load from DB
}
在该缓存实现中，条目以弱指针形式存储。如果对象没有其他强引用，GC 可以将其回收；下次调用 GetUser 时，数据会被重新加载。
运行上述代码，输出如下：
$ go run cache.go
load from DB
user-1
load from DB
为什么要使用弱指针？
常见场景包括：
- 缓存：在不强制对象常驻内存的前提下存储它们，如果其他地方不再使用，对象就能被回收；
- 观察者模式：保存对观察者的引用，同时不阻止它们被 GC 回收；
- 规范化（Canonicalization）：确保同一对象只有一个实例，并且在不再使用时可被回收；
- 依赖关系图：在树或图等结构中避免形成引用环。
弱指针使用注意事项
- 随时检查
nil：对象可能在任意 GC 周期后被回收，Value()结果不可缓存。 - 避免循环依赖：不要让弱指针中的对象重新持有创建它的容器，否则仍会形成强引用链。
- 性能权衡：访问弱指针需要额外调用，且频繁从
nil状态恢复对象会导致抖动。
示例 2：强指针的普通使用
package main import ( "fmt" "runtime"
) type Session struct { ID string
} func main() { s := new(Session) // 与 &Session{} 等价 s.ID = "abc123" fmt.Println("strong ref alive:", s.ID) s = nil // 取消最后一个强引用 runtime.GC() // 尝试触发 GC（仅演示，实际时机由运行时决定） fmt.Println("done")
}
这里的 s 就是强指针，只要它仍然可达，Session 对象就绝不会被 GC 回收。
强指针指向的对象何时被 GC？
- 可达性判定：Go 使用标记-清除式 GC。一次 GC 周期开始时，运行时会从根对象（栈、全局变量、当前寄存器等）向外遍历所有强引用。
- 能通过强引用链到达的对象称为可达 (reachable)，一定存活；
- 其余对象被标记为不可达 (unreachable)，在清扫阶段释放。
- 不存在“引用计数”：只有“是否从根可达”这一条件；变量数目多少、值是否相等都不影响回收；
- 时间点不确定：GC 周期由调度器自动触发，开发者只能调用
runtime.GC()进行“建议”式触发，不能保证立即回收； - 变量本身也会被 GC：若强指针变量
s位于堆上且其所在结构不再可达，那么s本身也会被 GC；栈变量则随函数返回被回收。
总结一句：强指针保证可达对象在任意 GC 周期都处于“存活集合”中；一旦最后的强引用链断开，对象就会在下一个 GC 周期被自动释放。
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