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Android中的sp和wp指针

来源：互联网 发布：软电话软件 编辑：程序博客网 时间：2024/06/09 04:45

经常会在android的framework代码中发现sp<xxx>和wp<xxx>这样的指针,平时看的时候都把他当成一个普通的指针封装过掉了,这几天终于忍不住了,想深入了解一下。

 

相关的代码：

frameworks/base/include/utils/RefBase.h

frameworks/base/libs/utils/RefBase.cpp

 

sp和wp都是一个模板类，看一下sp类的定义：

[cpp] view plaincopy
  1. template <typename T>  
  2. class sp  
  3. {  
  4. public:  
  5.     typedef typename RefBase::weakref_type weakref_type;  
  6.     inline sp() : m_ptr(0) { }  
  7.     sp(T* other);  
  8.     sp(const sp<T>& other);  
  9.     ~sp();  
  10.     ......  
  11. private:      
  12.     // Optimization for wp::promote().  
  13.     sp(T* p, weakref_type* refs);  
  14.       
  15.     T*              m_ptr;  
  16. };  

 

可以看到他确实封转了一个原生指针T* m_ptr. 再看一下其中一个构造函数和析构函数：

 

[c-sharp] view plaincopy
  1. template<typename T>  
  2. sp<T>::sp(T* other)  
  3.     : m_ptr(other)  
  4. {  
  5.     if (other) other->incStrong(this);  
  6. }  
  7.   
  8. template<typename T>  
  9. sp<T>::~sp()  
  10. {  
  11.     if (m_ptr) m_ptr->decStrong(this);  
  12. }  

 

咋一看好奇怪，因为在构造函数中调用了incStrong()，在析构函数中调用的decStrong()，显然是管理引用计数的函数，但是sp类的中并没有定义这两个函数，这两个函数是在RefBase类中定义的，由此可以得出结论：

要想使用sp<T>或者wp<T>, T必需要继承RefBase类才行。

 

RefBase的静态关系如下：

 

 

 

 其中weakref_type是RefBase的内嵌类，weakref_impl则是weakref_type的子类，RefBase的大部分工作都是交由weakref_impl类来完成，通过RefBase的成员变量weakref_impl* const mRefs。查看其中一个sp的构造函数：

 

[c-sharp] view plaincopy
  1. template<typename T>  
  2. sp<T>::sp(T* other)  
  3.     : m_ptr(other)  
  4. {  
  5.     if (other) other->incStrong(this);  
  6. }  

 

建立sp<xxx>的动态关系如下：

sp<T>

  --> RefBase : incStrong()

  -->weakref_impl : addStrongRef()

  -->android_atomic_inc(&refs->mStrong)

 

可见当一个普通指针变成一个sp指针后，将会由RefBase类维护该指针的引用计数，当引用为零时则自动释放该指针指向的内存：

[c-sharp] view plaincopy
  1. void RefBase::decStrong(const void* id) const  
  2. {  
  3.     weakref_impl* const refs = mRefs;  
  4.     refs->removeStrongRef(id);  
  5.     const int32_t c = android_atomic_dec(&refs->mStrong);  
  6.     if (c == 1) {  
  7.         const_cast<RefBase*>(this)->onLastStrongRef(id);  
  8.         if ((refs->mFlags&OBJECT_LIFETIME_WEAK) != OBJECT_LIFETIME_WEAK) {  
  9.             delete this;    //引用为0，销毁  
  10.         }  
  11.     }  
  12.     refs->removeWeakRef(id);  
  13.     refs->decWeak(id);  
  14. }  

 

 wp<xxx>是怎么一回事？

wp其实是弱指针的意思，wp<T>类型不能直接对类型T进行操作，要想对T进行某种操作，必需把wp升级为sp指针，使用promote()来实现升级：

        wp<T> weakp= new T();

        sp<T> t = weakp.promote();

wp可能会在弱引用计数不为0的情况下被销毁，执行如下代码：

 

[c-sharp] view plaincopy
  1. class WPTest : public RefBase {  
  2. public:  
  3.     WPTest(){  
  4.         LOGD("WPTest constructor");  
  5.     }  
  6.     virtual ~WPTest() {  
  7.         LOGD("WPTest destructor");  
  8.     }  
  9.   
  10.     virtual void onFirstRef() {  
  11.         LOGD("first weak ptr ref callback");  
  12.     }  
  13.   
  14.     virtual void onLastStrongRef(const void* id) {  
  15.         LOGD("last strong ptr ref callback");  
  16.     }  
  17.   
  18.     virtual void onLastWeakRef(const void* id) {  
  19.         LOGD("last weak ptr ref callback");  
  20.     }  
  21. };  
  22.   
  23.   
  24. int main()  
  25. {  
  26.     WPTest *T = new WPTest();  
  27.     {  
  28.         wp<WPTest> weakp(T);  
  29.   
  30.         {  
  31.             LOGD("promote to strong ptr.../n");  
  32.   
  33.             sp<WPTest> strongp = weakp.promote();  
  34.   
  35.             LOGD("strong ptr's lifetime is just about to finish .../n");  
  36.         }  
  37.   
  38.         LOGD("weak ptr's lifetime is just about to finish .../n");  
  39.     }  
  40.   
  41.     LOGD("weak ptr is out of scope./n");  
  42.   
  43.     return 0;  
  44. }  

程序打印的结果是：

D/sp-wp-sample(  225): WPTest constructor
D/sp-wp-sample(  225): promote to strong ptr...
D/sp-wp-sample(  225): first weak ptr ref callback
D/sp-wp-sample(  225): strong ptr's lifetime is just about to finish ...
D/sp-wp-sample(  225): last strong ptr ref callback
D/sp-wp-sample(  225): WPTest destructor
D/sp-wp-sample(  225): weak ptr's lifetime is just about to finish ...
D/sp-wp-sample(  225): weak ptr is out of scope.

由此可见虽然wp<WPTest >的生命周期还没有结束，但是因为升级为sp<WPTest >后，sp<WPTest >的强引用计数为0，导致WPTest 被销毁，当强引用为0而弱引用不为0时，WPTest 销毁时，基类RefBase的mRefs指向的weakref_impl类并没有释放，从而保证了弱引用可以继续起作用，这点可以从RefBase的析构函数中看出来：

[c-sharp] view plaincopy
  1. RefBase::~RefBase()  
  2. {  
  3. //    LOGV("Destroying RefBase %p (refs %p)/n", this, mRefs);  
  4.     if (mRefs->mWeak == 0) {  
  5. //        LOGV("Freeing refs %p of old RefBase %p/n", mRefs, this);  
  6.         delete mRefs;  
  7.     }  
  8. }  

 

不过也可以改变这一行为，我们修改一下WPTest的构造函数：

[c-sharp] view plaincopy
  1. WPTest(){  
  2.         LOGD("WPTest constructor");  
  3.         extendObjectLifetime(OBJECT_LIFETIME_WEAK);  
  4.     }  

 

这时的打印结果是：

D/sp-wp-sample(  217): WPTest constructor
D/sp-wp-sample(  217): promote to strong ptr...
D/sp-wp-sample(  217): first weak ptr ref callbac
D/sp-wp-sample(  217): strong ptr's lifetime is j
D/sp-wp-sample(  217): last strong ptr ref callba
D/sp-wp-sample(  217): weak ptr's lifetime is j
D/sp-wp-sample(  217): last weak ptr ref callback
D/sp-wp-sample(  217): WPTest destructor
D/sp-wp-sample(  217): weak ptr is out of scope.

 

可以看出现在只有当强引用和弱引用的计数都为0时，WPTest对象才会被销毁。

 

 

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查看评论
11楼 lovecao1314 2013-11-05 17:33发表 [回复]
怎样用源码进行测试的啊
10楼 haithink 2013-03-15 14:59发表 [回复]
分析地不错
9楼 风吟1987 2012-04-12 13:22发表 [回复]
研究的很深入，学习一下
8楼 zwolfox 2012-03-20 17:21发表 [回复]
这图是用什么工具画的啊？？
7楼 cosmoslhf 2011-12-19 17:04发表 [回复]
1. 但是因为升级为sp<WPTest >后，sp<WPTest >的强引用计数为0，导致WPTest 被销毁

导致 WPTest被销毁，应该不是 强引用为0， 而是 强指针的生命周期 要结束了，被释放时调用的吧。 

2. ，WPTest 销毁时，基类RefBase的mRefs指向的weakref_impl类并没有释放，从而保证了弱引用可以继续起作用。
能帮解释一下， 既然 WPTest 析构函数~WPTest（）已经被调用了，在函数中 要释放一些内存空间 等等操作，相当于该类已经被释放了，保证弱引用还能继续工作有什么用呢？
6楼 elf0223 2011-07-06 15:54发表 [回复]
引用“SeeSeaBee”的评论：关于weakref_impl部分的实现code
// compile with refcountin...

那个weakref_impl正常情况下就是没有实现的空函数。weakref_impl是用来跟踪用的。如果不需要跟踪功能，就不需要实现。跟踪什么？里面封装了一个ref_entry的单链表。你了解函数调用栈和C++的异常实现吗？异常实现需要通过stack unwind（栈回溯或者栈回退。因为callee抛出异常，而caller处理异常），C++中跟踪异常的结构体也是一个单链表结构。这里的跟踪，跟使用C++异常特性的栈跟踪差不多。这是我的个人理解，我目前还并未深入去看。欢迎讨论。
5楼 SeeSeaBee 2011-07-04 15:11发表 [回复] [引用] [举报]
关于weakref_impl部分的实现code
// compile with refcounting debugging enabled
#define DEBUG_REFS 0
#define DEBUG_REFS_ENABLED_BY_DEFAULT 1
#define DEBUG_REFS_CALLSTACK_ENABLED 1

而之后的部分
#if !DEBUG_REFS

weakref_impl(RefBase* base)
: mStrong(INITIAL_STRONG_VALUE)
, mWeak(0)
, mBase(base)
, mFlags(0)
{
}

void addStrongRef(const void* /*id*/) { }
void removeStrongRef(const void* /*id*/) { }
void addWeakRef(const void* /*id*/) { }
void removeWeakRef(const void* /*id*/) { }
void printRefs() const { }
void trackMe(bool, bool) { }

#else
这个地方有点迷糊了，这些方法都是空实现了啊
4楼 ameyume 2011-06-29 16:12发表 [回复]
[e01][e03]
3楼 elf0223 2011-03-21 17:54发表 [回复]
PS想问下LZ画那个类图用的什么工具
Re: DroidPhone 2011-03-22 22:18发表 [回复]
回复 elf0223：UML工具EA
Re: elf0223 2011-04-11 17:57发表 [回复]
回复 DroidPhone：
嗯，去下个来试试。
Thank you
2楼 elf0223 2011-03-21 17:25发表 [回复]
LZ的分析相当nice。
我正在看RefBase.h，被其搞得有点晕，LZ的分析正是恰到好处，实在是nice！[e03]
1楼 Siobhan 2011-01-25 11:12发表 [回复]
[e01]
分析的不错，转了。。
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