Go 將會支持弱指針 weak！你知道嗎？
大家好，我是煎魚。
最近 Go 又有了新的動作，一路綠燈，已經(jīng)審批通過了新增弱指針（weak pointers）庫的提案，這對于 Go 來講是一個(gè)不錯(cuò)的補(bǔ)充。
今天這篇文章我們主要分享弱指針的介紹，讓大家有一個(gè)基本前瞻。因?yàn)檫@個(gè)提案已經(jīng) Accepted！
弱指針是什么
此處是引用 Go 官方提案給出的介紹和原因，也就是為什么 Go 核心團(tuán)隊(duì)認(rèn)可要去做弱指針。
弱指針（或其他語言中的弱引用）允許開發(fā)人員引用內(nèi)存，而不妨礙垃圾回收器回收內(nèi)存。為防止出現(xiàn)可見的懸掛引用，弱指針在引用的內(nèi)存被回收時(shí)會變?yōu)榱恪?/p>
弱指針可以轉(zhuǎn)換為常規(guī)（“強(qiáng)”）指針，這樣就能防止垃圾回收器回收內(nèi)存，并允許對內(nèi)存進(jìn)行典型使用和訪問。
弱指針通常比普通指針更難處理，因?yàn)樗鼈冸S時(shí)都可能變?yōu)榱?。幾乎每一次弱指針到?qiáng)指針的轉(zhuǎn)換都必須進(jìn)行 nil 檢查。通常，弱指針會在意想不到的時(shí)候變?yōu)榱恪?/p>
盡管如此，弱指針仍然存在于許多語言中，因?yàn)樗鼈兎浅Ｓ杏?。弱指針的主要使用場景與高效內(nèi)存管理和回收有關(guān)。
可能的場景包含但不限于：
- 為規(guī)范化映射有效管理內(nèi)存，或?yàn)樯芷谂c另一個(gè)對象的生命周期綁定的內(nèi)存（類似于 JavaScript 的 WeakMap）有效管理內(nèi)存。
- 弱指針的另一個(gè)良好用例是向 GC 提示：可以放棄某些資源，因?yàn)橐院笾亟ㄟ@些資源的成本很低，尤其是在這些資源占用大量內(nèi)存的情況下。
弱指針 API 設(shè)計(jì)
Go 官方計(jì)劃新增一個(gè) weak 包，添加以下 API 作為弱指針的使用：
type Pointer[T any] struct { ... }
func Make[T any](ptr *T "T any") Pointer[T] { ... }
func (p Pointer[T]) Value() *T { ... }這些 API 主要用于創(chuàng)建和管理弱指針。Pointer[T] 是一個(gè)弱指針類型，能夠引用類型為 T 的值，但不會阻止該值被垃圾回收。
使用 Make 函數(shù)可以從一個(gè)有效的指針中創(chuàng)建一個(gè)弱指針，而 Value 方法則返回原始指針，若值已被回收則返回 nil。
弱指針的比較遵循特定規(guī)則，例如：同一對象的不同字段創(chuàng)建的弱指針不相等，且如果對象通過 runtime.SetFinalizer 復(fù)活，之前的弱指針也會失效。
這樣的設(shè)計(jì)目的是為了有效管理內(nèi)存并避免內(nèi)存泄漏。
使用例子
前 Go 核心團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人 rsc 在接納這個(gè)提案時(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)弱緩存抽象的例子。
代碼如下：
type Cache[K any, V any] struct {
f func(*K) V
m atomic.Map[weak.Pointer[K], func() V]
}
func NewCache[K comparable, V any](f func(*K "K comparable, V any")V) *Cache[K, V] {
return &Cache[K, V]{f: f}
}
func (c *Cache[K, V]) Get(k *K) V {
kw := weak.Make(k)
vf, ok := c.m.Load(kw)
if ok {
return vf()
}
vf = sync.OnceValue(func() V { return c.f(k) })
vf, loaded := c.m.LoadOrStore(kw)
if !loaded {
// Stored kw→vf to c.m; add the cleanup.
runtime.AddCleanup(k, c.cleanup, kw)
}
return vf()
}
func (c *Cache[K, V]) cleanup(kw weak.Pointer[K]) {
c.m.Delete(kw)
}
var cached = NewCache(expensiveComputation)部分社區(qū)爭議
爭議主要集中在以下幾個(gè)方面：
- 必要性：部分開發(fā)者質(zhì)疑弱指針是否解決了實(shí)際問題，是否足夠常用。
- 復(fù)雜性：有人擔(dān)心引入弱指針會增加代碼復(fù)雜性，尤其對新手開發(fā)者。
- 性能開銷：討論弱指針可能帶來的性能影響，是否值得引入。
- 兼容性：考慮弱指針與現(xiàn)有內(nèi)存管理機(jī)制的兼容性。
- 接口設(shè)計(jì)：對弱指針的具體實(shí)現(xiàn)和接口設(shè)計(jì)存在不同意見。
總的來講，圍繞著弱指針的實(shí)際需求、使用復(fù)雜性及其對性能的影響。還有如何設(shè)計(jì)其接口等問題展開。
注：問題都是問題。rsc 已經(jīng)以一己之力把這個(gè)提案往 Accepted 推了。
總結(jié)
后續(xù)弱指針的引用，可以給 Go 的使用打開一個(gè)新的 “后門”。隨著這個(gè)趨勢的不斷形成，個(gè)人覺得以后 Go 也能有一派開發(fā)者針對自己的高性能要求的代碼場景玩出一波騷操作了。
