System.WeakReference 的实际使用

Question

我了解System.WeakReference 的作用，但我似乎无法理解它可能有用的实际示例。在我看来，这门课本身就是一个 hack。在我看来，还有其他更好的方法可以解决在我见过的示例中使用 Wea​​kReference 的问题。什么是您真正必须使用 Wea​​kReference 的典型示例？我们不是试图让这种行为和使用这个类更远吗？

Answer 1

一个有用的例子是运行 DB4O 面向对象数据库的人。在那里，WeakReferences 被用作一种轻型缓存：它只会将您的对象保留在内存中，只要您的应用程序这样做，您就可以在顶部放置一个真正的缓存。

另一个用途是实现弱事件处理程序。目前，.NET 应用程序中内存泄漏的一大来源是忘记删除事件处理程序。例如

public MyForm()
{
    MyApplication.Foo += someHandler;
}

看到问题了吗？在上面的 sn-p 中，只要 MyApplication 在内存中存在，MyForm 就会在内存中永远保持活跃。创建 10 个 MyForms，将它们全部关闭，您的 10 个 MyForms 仍将保留在内存中，由事件处理程序保持活动状态。

输入弱引用。您可以使用 Wea​​kReferences 构建弱事件处理程序，以便 someHandler 成为 MyApplication.Foo 的弱事件处理程序，从而修复您的内存泄漏！

这不仅仅是理论。 DidItWith.NET 博客的 Dustin Campbell 使用 System.WeakReference 发布了an implementation of weak event handlers。

Answer 2

我用它来实现一个缓存，其中未使用的条目会自动被垃圾收集：

class Cache<TKey,TValue> : IEnumerable<KeyValuePair<TKey,TValue>>
{ Dictionary<TKey,WeakReference> dict = new Dictionary<TKey,WeakReference>();

   public TValue this[TKey key]
    { get {lock(dict){ return getInternal(key);}}
      set {lock(dict){ setInteral(key,value);}}     
    }

   void setInteral(TKey key, TValue val)
    { if (dict.ContainsKey(key)) dict[key].Target = val;
      else dict.Add(key,new WeakReference(val));
    } 


   public void Clear() { dict.Clear(); }

   /// <summary>Removes any dead weak references</summary>
   /// <returns>The number of cleaned-up weak references</returns>
   public int CleanUp()
    { List<TKey> toRemove = new List<TKey>(dict.Count);
      foreach(KeyValuePair<TKey,WeakReference> kv in dict)
       { if (!kv.Value.IsAlive) toRemove.Add(kv.Key);
       }

      foreach (TKey k in toRemove) dict.Remove(k);
      return toRemove.Count;
    }

    public bool Contains(string key) 
     { lock (dict) { return containsInternal(key); }
     }

     bool containsInternal(TKey key)
      { return (dict.ContainsKey(key) && dict[key].IsAlive);
      }

     public bool Exists(Predicate<TValue> match) 
      { if (match==null) throw new ArgumentNullException("match");

        lock (dict)
         { foreach (WeakReference weakref in dict.Values) 
            { if (   weakref.IsAlive 
                  && match((TValue) weakref.Target)) return true;
         }  
      }

       return false;
     }

    /* ... */
   }

Answer 3

我在 mixins 中使用弱引用来保持状态。请记住，mixin 是静态的，因此当您使用静态对象将状态附加到非静态对象时，您永远不知道需要多长时间。所以我没有保留Dictionary<myobject, myvalue>，而是保留了Dictionary<WeakReference,myvalue>，以防止mixin拖得太久。

唯一的问题是，每次访问时，我都会检查死引用并删除它们。并不是说他们伤害了任何人，除非有成千上万，当然。

Answer 4

您使用WeakReference 的原因有两个。

1. 而不是声明为静态的全局对象：全局对象被声明为静态字段，并且静态字段在AppDomain 被 GC 之前不能被 GC（垃圾收集）。所以你冒着内存不足异常的风险。相反，我们可以将全局对象包装在 WeakReference 中。即使WeakReference 本身被声明为静态的，它指向的对象也会在内存不足时被 GC 处理。

   基本上，使用wrStaticObject 而不是staticObject。

   class ThingsWrapper {
       //private static object staticObject = new object();
       private static WeakReference wrStaticObject 
           = new WeakReference(new object());
   }
   

   简单的应用程序来证明当 AppDomain 被垃圾回收时静态对象被垃圾回收。

   class StaticGarbageTest
   {
       public static void Main1()
       {
           var s = new ThingsWrapper();
           s = null;
           GC.Collect();
           GC.WaitForPendingFinalizers();
       }
   }
   class ThingsWrapper
   {
       private static Thing staticThing = new Thing("staticThing");
       private Thing privateThing = new Thing("privateThing");
       ~ThingsWrapper()
       { Console.WriteLine("~ThingsWrapper"); }
   }
   class Thing
   {
       protected string name;
       public Thing(string name) {
           this.name = name;
           Console.WriteLine("Thing() " + name);
       }
       public override string ToString() { return name; }
       ~Thing() { Console.WriteLine("~Thing() " + name); }
   }
   

   注意staticThing 下面的输出即使在 ThingsWrapper 被 GC 之后也是在最后被 GC - 即当 AppDomain 被 GC 时被 GC。

   Thing() staticThing
   Thing() privateThing
   ~Thing() privateThing
   ~ThingsWrapper
   ~Thing() staticThing
   

   相反，我们可以将Thing 包装在WeakReference 中。由于wrStaticThing 可以被 GC'ed，我们需要一个延迟加载的方法，为了简洁起见，我省略了它。

   class WeakReferenceTest
   {
       public static void Main1()
       {
           var s = new WeakReferenceThing();
           s = null;
           GC.Collect();
           GC.WaitForPendingFinalizers();
           if (WeakReferenceThing.wrStaticThing.IsAlive)
               Console.WriteLine("WeakReference: {0}", 
                   (Thing)WeakReferenceThing.wrStaticThing.Target);
           else 
               Console.WriteLine("WeakReference is dead.");
       }
   }
   class WeakReferenceThing
   {
       public static WeakReference wrStaticThing;
       static WeakReferenceThing()
       { wrStaticThing = new WeakReference(new Thing("wrStaticThing")); }
       ~WeakReferenceThing()
       { Console.WriteLine("~WeakReferenceThing"); }
       //lazy-loaded method to new Thing
   }
   

   请注意，在调用 GC 线程时，wrStaticThing 会被 GC 处理。

   Thing() wrStaticThing
   ~Thing() wrStaticThing
   ~WeakReferenceThing
   WeakReference is dead.
   

2. 对于初始化耗时的对象：您不希望对初始化耗时的对象进行 GC。您可以保留一个静态引用来避免这种情况（从上述观点来看有缺点）或使用WeakReference。