Go でのウィークポインターの使用-Golang-php.cn

Go でのウィークポインターの使用

DDD

リリース： 2024-12-06 01:22:13

オリジナル

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Using Weak Pointers in Go

弱いポインタは Go に新しく追加されたもの (バージョン 1.24 で利用可能) で、ガベージコレクションの対象となるのを妨げることなくメモリ内のオブジェクトを参照できるようになります。このブログ投稿では、弱いポインターを紹介し、その有用性を説明し、それらを使用してメモリ効率の高いキャッシュを構築する具体的な例を示します。

ウィークポインタとは何ですか?

ウィークポインタは、メモリ内のオブジェクトへの特別な種類の参照です。強参照とは異なり、弱ポインターは、強参照が存在しない場合、ガベージコレクターによる参照先オブジェクトの再利用を停止しません。これにより、ウィークポインタは、オブジェクトを参照したいが Go の自動メモリ管理を妨げたくないシナリオに最適なツールになります。

Go 1.24 では、弱いポインタは新しい弱いパッケージの一部になります。それらは次のように機能します:

weak.Make を使用して弱いポインターを作成します。
参照オブジェクト (まだ存在する場合) には、Value メソッドを使用してアクセスします。
ガベージコレクターがオブジェクトを再利用した場合、Value は nil を返します。

弱いポインタを使用する理由

弱いポインタは、メモリ効率が重要な場合に威力を発揮します。例:

キャッシュ: 未使用のオブジェクトを必要以上に長く保持しないようにします。
オブザーバー: クリーンアップを妨げることなくオブジェクトを追跡します。
参考: 長時間実行されるプログラムにおけるメモリリークのリスクを軽減します。

例: 弱いポインターを使用したキャッシュの構築

頻繁にアクセスされるデータを保存する Web サーバーのキャッシュを構築しているとします。キャッシュにデータを一時的に保持し、他の場所で使用されなくなったオブジェクトをガベージコレクターにクリーンアップさせたいとします。

弱いポインターを使用してこれを行う方法は次のとおりです。

package main

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

// Cache represents a thread-safe cache with weak pointers.
type Cache[K comparable, V any] struct {
    mu    sync.Mutex
    items map[K]weak.Pointer[V] // Weak pointers to cached objects
}

// NewCache creates a new generic Cache instance.
func NewCache[K comparable, V any]() *Cache[K, V] {
    return &Cache[K, V]{
        items: make(map[K]weak.Pointer[V]),
    }
}

// Get retrieves an item from the cache, if it's still alive.
func (c *Cache[K, V]) Get(key K) (*V, bool) {
    c.mu.Lock()
    defer c.mu.Unlock()

    // Retrieve the weak pointer for the given key
    ptr, exists := c.items[key]
    if !exists {
        return nil, false
    }

    // Attempt to dereference the weak pointer
    val := ptr.Value()
    if val == nil {
        // Object has been reclaimed by the garbage collector
        delete(c.items, key)
        return nil, false
    }

    return val, true
}

// Set adds an item to the cache.
func (c *Cache[K, V]) Set(key K, value V) {
    c.mu.Lock()
    defer c.mu.Unlock()

    // Create a weak pointer to the value
    c.items[key] = weak.Make(&value)
}

func main() {
    // Create a cache with string keys and string values
    cache := NewCache[string, string]()

    // Add an object to the cache
    data := "cached data"
    cache.Set("key1", data)

    // Retrieve it
    if val, ok := cache.Get("key1"); ok {
        fmt.Println("Cache hit:", *val)
    } else {
        fmt.Println("Cache miss")
    }

    // Simulate losing the strong reference
    data = ""
    runtime.GC() // Force garbage collection

    // Try to retrieve it again
    time.Sleep(1 * time.Second)
    if val, ok := cache.Get("key1"); ok {
        fmt.Println("Cache hit:", *val)
    } else {
        fmt.Println("Cache miss")
    }
}

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