面试题：Python中弱引用与强引用区别的应用场景

Question

请举例说明在哪些实际应用场景中，Python的弱引用相较于强引用更具优势，并简要阐述如何利用弱引用避免循环引用问题。

Answer 1

实际应用场景

1. 缓存系统：在缓存中，我们希望当内存紧张时，缓存中的对象能被垃圾回收，释放内存。若使用强引用，缓存对象即使长时间未被使用，只要缓存存在，对象就不会被回收。而弱引用可解决此问题，它不会阻止对象被回收。例如，一个Web应用的页面缓存，当内存不足时，使用弱引用的缓存页面可被垃圾回收，避免内存占用过多。
2. 事件监听机制：在事件监听场景中，若监听器对被监听对象使用强引用，可能导致被监听对象即使不再被其他地方使用，也无法被回收，因为监听器持有强引用。使用弱引用，当被监听对象不再被其他地方引用时，垃圾回收器可正常回收它，而监听器在对象被回收后会自动变为 None。

避免循环引用问题

假设有两个类 A 和 B，它们相互引用形成循环引用：

import weakref


class A:
    def __init__(self):
        self.b = None


class B:
    def __init__(self, a):
        self.a = weakref.ref(a)


a = A()
b = B(a)
a.b = b

在上述代码中，A 类的实例 a 持有 B 类实例 b 的强引用，B 类实例 b 通过弱引用持有 A 类实例 a。这样当外部没有对 a 的强引用时，垃圾回收器可以回收 a，之后 b.a 会变为 None，从而打破循环引用。若 b 此时也没有其他强引用，也会被垃圾回收。

# 取消对a的外部强引用
a = None

此时，若没有其他对 a 实例的强引用，a 实例会被垃圾回收，b.a 变为 None，避免了循环引用导致的内存泄漏。