在 Go 語言中，“弱指針”指的是不會阻止垃圾回收器（GC）回收目標(biāo)對象的引用。

當(dāng)一個對象只剩弱指針指向它，而沒有任何強(qiáng)引用時，GC 仍會把該對象當(dāng)作不可達(dá)對象并回收；隨后，所有指向它的弱指針會自動變?yōu)?nbsp;nil。

簡而言之，弱指針不會增加對象的引用計數(shù)。當(dāng)一個對象只被弱指針引用時，垃圾回收器就可以釋放它。因此，在嘗試使用弱指針的值之前，應(yīng)檢查它是否為 nil。

Go 1.24 中的 weak 包

Go 1.24 新增 weak 包，提供了創(chuàng)建和使用弱指針的簡潔 API。

import "weak"

type MyStruct struct {
    Data string
}

func main() {
    obj := &MyStruct{Data: "example"}
    wp := weak.Make(obj) // 創(chuàng)建弱指針
    val := wp.Value()    // 獲取強(qiáng)引用或 nil
    if val != nil {
        fmt.Println(val.Data)
    } else {
        fmt.Println("對象已被垃圾回收")
    }
}

在以上示例中，weak.Make(obj) 創(chuàng)建了指向 obj 的弱指針。調(diào)用 wp.Value() 時，如果對象仍存活則返回強(qiáng)引用，否則返回 nil。

測試弱指針：

import (
    "fmt"
    "runtime"
    "weak"
)

type MyStruct struct {
    Data string
}

func main() {
    obj := &MyStruct{Data: "test"}
    wp := weak.Make(obj)
    obj = nil // 移除強(qiáng)引用
    runtime.GC()
    if wp.Value() == nil {
        fmt.Println("對象已被垃圾回收")
    } else {
        fmt.Println("對象仍然存活")
    }
}

通過將強(qiáng)引用 obj 置為 nil 并主動觸發(fā) GC，可觀察到弱指針在對象被回收后返回 nil 的行為。

弱指針”與“強(qiáng)引用”的區(qū)別

示例 1： 弱指針做臨時緩存

使用弱指針的一個典型場景是在緩存中存儲條目，同時不阻止它們被 GC 回收。

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
    "sync"
    "weak"
)

type User struct {
    Name string
}

var cache sync.Map // map[int]weak.Pointer[*User]

func GetUser(id int) *User {
    // ① 先從緩存里取
    if wp, ok := cache.Load(id); ok {
        if u := wp.(weak.Pointer[User]).Value(); u != nil {
            fmt.Println("cache hit")
            return u
        }
    }

    // ② 真正加載（這里直接構(gòu)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 DB
    fmt.Println(u.Name)

    runtime.GC() // 即使立刻 GC，因 main 持有強(qiáng)引用，User 仍在

    u = nil      // 釋放最后一個強(qiáng)引用
    runtime.GC() // 觸發(fā) GC，User 可能被回收

    _ = GetUser(1) // 如被回收，會再次 load from DB
}

在該緩存實現(xiàn)中，條目以弱指針形式存儲。如果對象沒有其他強(qiáng)引用，GC 可以將其回收；下次調(diào)用 GetUser 時，數(shù)據(jù)會被重新加載。

運(yùn)行上述代碼，輸出如下：

$ go run cache.go 
load from DB
user-1
load from DB

為什么要使用弱指針？

常見場景包括：

• 緩存：在不強(qiáng)制對象常駐內(nèi)存的前提下存儲它們，如果其他地方不再使用，對象就能被回收；
• 觀察者模式：保存對觀察者的引用，同時不阻止它們被 GC 回收；
• 規(guī)范化（Canonicalization）：確保同一對象只有一個實例，并且在不再使用時可被回收；
• 依賴關(guān)系圖：在樹或圖等結(jié)構(gòu)中避免形成引用環(huán)。

弱指針使用注意事項

• 隨時檢查 nil：對象可能在任意 GC 周期后被回收，Value() 結(jié)果不可緩存。
• 避免循環(huán)依賴：不要讓弱指針中的對象重新持有創(chuàng)建它的容器，否則仍會形成強(qiáng)引用鏈。
• 性能權(quán)衡：訪問弱指針需要額外調(diào)用，且頻繁從 nil 狀態(tài)恢復(fù)對象會導(dǎo)致抖動。

示例 2：強(qiáng)指針的普通使用

package main  

import (  
 "fmt"  
 "runtime"  
)  

type Session struct {  
 ID string  
}  

func main() {  
 s := new(Session) // 與 &Session{} 等價  
 s.ID = "abc123"  

 fmt.Println("strong ref alive:", s.ID)  

 s = nil           // 取消最后一個強(qiáng)引用  
 runtime.GC()      // 嘗試觸發(fā) GC（僅演示，實際時機(jī)由運(yùn)行時決定）  

 fmt.Println("done")  
}

這里的 s 就是強(qiáng)指針，只要它仍然可達(dá)，Session 對象就絕不會被 GC 回收。

強(qiáng)指針指向的對象何時被 GC？

(1) 可達(dá)性判定：Go 使用標(biāo)記-清除式 GC。一次 GC 周期開始時，運(yùn)行時會從根對象（棧、全局變量、當(dāng)前寄存器等）向外遍歷所有強(qiáng)引用。

• 能通過強(qiáng)引用鏈到達(dá)的對象稱為可達(dá) (reachable)，一定存活；
• 其余對象被標(biāo)記為不可達(dá) (unreachable)，在清掃階段釋放。

(2) 不存在“引用計數(shù)”：只有“是否從根可達(dá)”這一條件；變量數(shù)目多少、值是否相等都不影響回收；

(3) 時間點不確定：GC 周期由調(diào)度器自動觸發(fā)，開發(fā)者只能調(diào)用 runtime.GC() 進(jìn)行“建議”式觸發(fā)，不能保證立即回收；

(4) 變量本身也會被 GC：若強(qiáng)指針變量 s 位于堆上且其所在結(jié)構(gòu)不再可達(dá)，那么 s 本身也會被 GC；棧變量則隨函數(shù)返回被回收。

總結(jié)一句：強(qiáng)指針保證可達(dá)對象在任意 GC 周期都處于“存活集合”中；一旦最后的強(qiáng)引用鏈斷開，對象就會在下一個 GC 周期被自動釋放。