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分类: Android平台

2016-07-05 10:51:59

from: http://bianchengsky.com/article/gykiamo/8587591.html
Android手机操作系统中的代码编写方式对于有基础的编程人员来说是比较容易的。因为它是基于Linux平台的操作系统。我们在这里为大家介绍的是Android垃圾回收这一机制,以加深大家对这一系统的了解。
  个人觉得sp和wp实际上就是Android 为其c++实现的自动垃圾 回收机制 ,具体到内部实现,sp和wp实际上只是一个实现垃圾回收功能的接口而已,比如说对*,->的重载,是为了其看起来跟真正的指针一样,而真正实现垃圾回收的是refbase这个基类。这部分代码的目录在:/frameworks/base/include/utils/RefBase.h
  首先所有的类都会虚继承refbase类,因为它实现了达到Android垃圾回收所需要的所有function,因此实际上所有的对象声明出来以后都具备了自动释放自己的能力,也就是说实际上智能指针就是我们的对象本身,它会维持一个对本身强引用和弱引用的计数,一旦强引用计数为0它就会释放 掉自己。
  首先我们看sp,sp实际上不是smart pointer的缩写,而是strong pointer,它实际上内部就包含了一个指向对象的指针而已。我们可以简单看看sp的一个构造函数: template< typename T>
  sp< T>::sp(T* other)
  : m_ptr(other)
  {
  if (other) other->incStrong(this);
  }
  比如说我们声明一个对象:
  sp< CameraHardwareInterface> hardware(newCameraHal());
  实际上sp指针对本身没有进行什么操作,就是一个指针的赋值,包含了一个指向对象的指针,但是对象会对对象本身增加一个强引用计数,这个 incStrong的实现就在refbase类里面。新new出来一个CameraHal对象,将它的值给 sp< CameraHardwareInterface>的时候,它的强引用计数就会从0变为1。因此每次将对象赋值给一个sp指针的时候,对象的强引用 计数都会加1,下面我们再看看sp的析构函数:
  template< typename T>
  sp< T>::~sp()
  {
  if (m_ptr) m_ptr->decStrong(this);
  }
  实际上每次delete一个sp对象的时候,sp指针指向的对象的强引用计数就会减一,当对象的强引用技术为0的时候这个对象就会被自动释放掉。
  我们再看wp,wp就是weak pointer的缩写,弱引用指针的原理 ,就是为了应用Android垃圾回收来减少对那些胖子对象对内存的占用,我们首先来看wp的一个构造函数:
  wp< T>::wp(T* other)
  : m_ptr(other)
  {
  if (other) m_refs =other->createWeak(this);
  }
它和sp一样实际上也就是仅仅对指针进行了赋值而已,对象本身会增加一个对自身的弱引用计数,同时wp还包含一个m_ref指针,这个指针主要是用来将wp升级为sp时候使用的:
  template< typename T>
  sp< T> wp< T>::promote() const
  {
  return sp< T>(m_ptr, m_refs);
  }
  template< typename T>
  sp< T>::sp(T* p, weakref_type* refs)
  : m_ptr((p && refs->attemptIncStrong(this)) ?p : 0)
  {
  }
  实际上我们对wp指针唯一能做的就是将wp指针升级为一个sp指针,然后判断是否升级成功,如果成功说明对象依旧存在,如果失败说明对象已经被释放掉了。wp指针我现在看到的是在单例中使用很多,确保mhardware对象只有一个,比如:
  wp< CameraHardwareInterface>CameraHardwareStub::singleton;
  sp< CameraHardwareInterface>CameraHal::createInstance()
  {
  LOG_FUNCTION_NAME
  if (singleton != 0) {
  sp< CameraHardwareInterface> hardware =singleton.promote();
  if (hardware != 0) {
  return hardware;
  }
  }
  sp< CameraHardwareInterface> hardware(newCameraHal()); //强引用加1
  singleton = hardware;//弱引用加1
  return hardware;//赋值构造函数,强引用加1
  }
  //hardware被删除,强引用减1
之二:
  在Android的源代码中,经常会看到形如:sp、wp这样的类型定义,这其实是Android中的智能指针。智能指针是C++中的一个概念,通过基于引用计数的方法,解决对象的自动释放的问题。在C++编程中,有两个很让人头痛的问题:一是忘记释放动态申请的对象从而造成内存泄露;二是对象在一个地方释放后,又在别的地方被使用,从而引起内存访问错误。程序员往往需要花费很大精力进行精心设计,以避免这些问题的出现。在使用智能指针后,动态申请的内存将会被自动释放(有点类似Java的垃圾回收),不需要再使用delete来释放对象,也不需要考虑一个对象是否已经在其它地方被释放了,从而使程序编写工作减轻不少,而程序的稳定性大大提高。
  Android的智能指针相关的源代码在下面两个文件中:
  frameworks\base\include\utils\RefBase.h
  frameworks\base\libs\utils\RefBase.cpp
  涉及的类以及类之间的关系如下图所示:
  Android中定义了两种智能指针类型,一种是强指针sp(strong pointer),一种是弱指针(weak pointer)。其实成为强引用和弱引用更合适一些。强指针与一般意义的智能指针概念相同,通过引用计数来记录有多少使用者在使用一个对象,如果所有使用者都放弃了对该对象的引用,则该对象将被自动销毁。
  弱指针也指向一个对象,但是弱指针仅仅记录该对象的地址,不能通过弱指针来访问该对象,也就是说不能通过弱智真来调用对象的成员函数或访问对象的成员变量。要想访问弱指针所指向的对象,需首先将弱指针升级为强指针(通过wp类所提供的promote()方法)。弱指针所指向的对象是有可能在其它地方被销毁的,如果对象已经被销毁,wp的promote()方法将返回空指针,这样就能避免出现地址访问错的情况。
  是不是很神奇?弱指针是怎么做到这一点的呢?其实说穿了一点也不复杂,原因就在于每一个可以被智能指针引用的对象都同时被附加了另外一个weakref_impl类型的对象,这个对象中负责记录对象的强指针引用计数和弱指针引用计数。这个对象是智能指针的实现内部使用的,智能指针的使用者看不到这个对象。弱指针操作的就是这个对象,只有当强引用计数和弱引用计数都为0时,这个对象才会被销毁。
  说了这么多原理,下面该看看到底智能指针该怎么使用了。假设现在有一个类MyClass,如果要使用智能指针来引用这个类的对象,那么这个类需满足下列两个前提条件:
  (1) 这个类是基类RefBase的子类或间接子类;
  (2) 这个类必须定义虚构造函数,即它的构造函数需要这样定义:
  virtual ~MyClass();
  满足了上述条件的类就可以定义智能指针了,定义方法和普通指针类似。比如普通指针是这样定义:
  MyClass* p_obj;
  智能指针是这样定义:
  sp p_obj;
  注意不要定义成 sp* p_obj。初学者容易犯这种错误,这样实际上相当于定义了一个指针的指针。尽管在语法上没有问题,但是最好永远不要使用这样的定义。
  定义了一个智能指针的变量,就可以象普通指针那样使用它,包括赋值、访问对象成员、作为函数的返回值、作为函数的参数等。比如:
  p_obj = new MyClass(); // 注意不要写成 p_obj = new sp
  sp p_obj2 = p_obj;
  p_obj->func();
  p_obj = create_obj();
  some_func(p_obj);
  注意不要试图delete一个智能指针,即 delete p_obj。不要担心对象的销毁问题,智能指针的最大作用就是自动销毁不再使用的对象。不需要再使用一个对象后,直接将指针赋值为NULL即可:
  p_obj = NULL;
  上面说的都是强指针,弱指针的定义方法和强指针类似,但是不能通过弱指针来访问对象的成员。下面是弱指针的示例:
  wp wp_obj = new MyClass();
  p_obj = wp_obj.promote(); // 升级为强指针。不过这里要用.而不是->,真是有负其指针之名啊
  wp_obj = NULL;
  智能指针用起来是很方便,在一般情况下最好使用智能指针来代替普通指针。但是需要知道一个智能指针其实是一个对象,而不是一个真正的指针,因此其运行效率是远远比不上普通指针的。所以在对运行效率敏感的地方,最好还是不要使用智能指针为好。
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