Go 1.24 中的弱指針包 weak 使用
在 Go 語言中，“弱指針”指的是不會阻止垃圾回收器（GC）回收目標對象的引用。
當一個對象只剩弱指針指向它，而沒有任何強引用時，GC 仍會把該對象當作不可達對象并回收；隨后，所有指向它的弱指針會自動變為 nil。
簡而言之，弱指針不會增加對象的引用計數。當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) // 創建弱指針
val := wp.Value() // 獲取強引用或 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) 創建了指向 obj 的弱指針。調用 wp.Value() 時，如果對象仍存活則返回強引用，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")
}
}通過將強引用 obj 置為 nil 并主動觸發 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“強引用”的區別
特性 | 強引用 (*T) | 弱引用 (weak.Pointer[T]) |
影響 GC | 會保持對象存活 | 不會保持對象存活 |
空值 | nil | nil （目標被回收或從未賦值） |
訪問方式 | 直接解引用 | 先調用 Value() |
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 持有強引用，User 仍在
u = nil // 釋放最后一個強引用
runtime.GC() // 觸發 GC，User 可能被回收
_ = GetUser(1) // 如被回收，會再次 load from DB
}在該緩存實現中，條目以弱指針形式存儲。如果對象沒有其他強引用，GC 可以將其回收；下次調用 GetUser 時，數據會被重新加載。
運行上述代碼，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：在不強制對象常駐內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；
- 依賴關系圖：在樹或圖等結構中避免形成引用環。
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() 結果不可緩存。
- 避免循環依賴：不要讓弱指針中的對象重新持有創建它的容器，否則仍會形成強引用鏈。
- 性能權衡：訪問弱指針需要額外調用，且頻繁從 nil 狀態恢復對象會導致抖動。
示例 2：強指針的普通使用
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 // 取消最后一個強引用
runtime.GC() // 嘗試觸發 GC（僅演示，實際時機由運行時決定）
fmt.Println("done")
}這里的 s 就是強指針，只要它仍然可達，Session 對象就絕不會被 GC 回收。
強指針指向的對象何時被 GC？
(1) 可達性判定：Go 使用標記-清除式 GC。一次 GC 周期開始時，運行時會從根對象（棧、全局變量、當前寄存器等）向外遍歷所有強引用。
- 能通過強引用鏈到達的對象稱為可達 (reachable)，一定存活；
- 其余對象被標記為不可達 (unreachable)，在清掃階段釋放。
(2) 不存在“引用計數”：只有“是否從根可達”這一條件；變量數目多少、值是否相等都不影響回收；
(3) 時間點不確定：GC 周期由調度器自動觸發，開發者只能調用 runtime.GC() 進行“建議”式觸發，不能保證立即回收；
(4) 變量本身也會被 GC：若強指針變量 s 位于堆上且其所在結構不再可達，那么 s 本身也會被 GC；棧變量則隨函數返回被回收。
總結一句：強指針保證可達對象在任意 GC 周期都處于“存活集合”中；一旦最后的強引用鏈斷開，對象就會在下一個 GC 周期被自動釋放。
