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  • sp<> 强指针类的用法

    在android 中可以广泛看到的template<typename T>,  class Sp 句柄类实际上是android 为实现垃圾回收机制的智能指针。智能指针是c++ 中的一个概念,因为c++ 本身不具备垃圾回收机制,而且指针也不具备构造函数和析构函数,所以为了实现内存( 动态存储区) 的安全回收,必须对指针进行一层封装,而这个封装就是智能指针,其实说白了,智能指针就是具备指针功能同时提供安全内存回收的一个类。当然,智能指针的功能还不只这些,想了解更多大家可以去研究下~

    智能指针有很多实现方式,android 中的sp句柄类实际上就是google 实现的一种强引用的智能指针。我没有仔细看android sp的实现方式,但其基本原理是固定的,现在我们从一个相对简单的例子来看智能指针的实现:

    首先看一个最简单的对指针的封装:

    Template <typename T>

    class SmartPtr{

    public:

    SmartPtr(T *p = 0):ptr(p){}

    ~SmartPtr(){delete ptr ;}

    private:

    T *ptr ;

    };

    通过上面的封装,我们就可以用下面的方式来使用SmartPtr 而不需要担心内存泄露的问题:

    SmartPtr<int> pointer(new int) ;

    *(pointer.ptr) = 10 ;

    为了方便使用,我们可以对操作符进行重载,让智能指针的操作更像是指针:

    T &operator*(){return *ptr}

    T* operator->(){return ptr}

    经过上面的重载,我们就可以像使用真正的指针一样而不需要去解决内存泄露问题。

    因为智能指针封装了指针,所以必须为其实现拷贝构造函数和“=”操作符重载。因为如果不提供这两个函数,当上面的智能指针进行赋值的时候必然会使指针指向同一个区域,一旦析构的话会导致同一个指针被delete 两次。

    在这里,拷贝构造函数的实现是有技巧的, 使用拷贝构造函数创建一个新的智能指针时,并不建立新的对象,而是让新的智能指针指向同一个对象,实际上就是常说的浅复制。但是这样的话就会导致多个指针指向同一块内存区域,当调用析构函数的时候如何来保证同一块内存区域只会被delete一次呢,这里实现的方法有很多,最常用的是引数控制。即在智能指针中加入一个计数器,每次增加一个对内存区域的强引用,则计数器加一,当计数器为0时,这个对象就可以被删除了, 这个计数器采用动态分配跟指针分开存储, 因为这个计数器是多个智能指针需要共享的:

    Template <typename T>

    class SmartPtr{

    public:

    SmartPtr(T *p = 0):ptr(p){count = new int(1) ;}// 第一次创建的时候,引数肯定是1

    SmartPtr(const SmartPtr & rhs):ptr(rhs.ptr),count(rhs.count){++*rhs.count ;}

    T &operator*(){return *ptr}

    T* operator->(){return ptr}

    SmartPtr &operator=(const SmartPtr & rhs){

    if(ptr == rhs.ptr)

    return *this ;

    if(--*count == 0){

    delete ptr ;

    delete count ;

    }

    ++*rhs.count ;

    count = rhs.count ;

    ptr = rhs.ptr ;

    }

    ~SmartPtr(){

    if(--*count==0)

    delete ptr ;

    delete count ;

    }

    private:

    T *ptr ;

    int *count ;

    };

    这样,一个智能指针就基本成形了,当然这只是最简单的智能指针,商业库提供的智能指针都提供非常 强大的功能,如果能仔细研究透了android 在这方面的实现,应该在c++ 内存控制方面很有长进~~暂时还没有时间,还要顺着camera 往下 看,有牛人懂的话email 多指教哈~~

    出了智能指针sp 外,android 里面还出现了wp 这个指针类,实际上他是一个弱引用类型的指针类,弱引用是在.net 以及java 中经常用到的,弱引用是一个对象引用的持有者,使用弱引用后可以维持对对象的引用,但是不会阻止其被垃圾回收。如果一个对象只有弱引用了,那它就成为被垃圾回收的候选对象,就像没有剩余的引用一样,而且一旦对象被删除,所有的弱引用也会被清楚。弱引用适合那些数据 成员特别多,而且重新创建又相对容易的类,也就是俗称的胖子类,建立弱引用可以引用对象,但也不阻止其被垃圾回收,在内存的使用方面取得一定的平衡。

    在android 中wp 类里面的promote 函数实际上就是将一个弱引用升级为一个强引用。不管是sp 还是wp ,实际上都是android 利用现有的c++ 特性来解决内存使用和回收的一种手段。

    文二:

    转自:http://blog.chinaunix.net/u3/90973/showart2163813.html

    sp和wp的实现过程

     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(new CameraHal());
    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。
          wp就是weak pointer的缩写,wp 这个指针类,实际上他是一个弱引用类型的指针类,弱引用是在.net 以及java 中经常用到的,弱引用是一个对象引用的持有者,使用弱引用后可以维持对对象的引用,但是不会阻止其被垃圾回收。如果一个对象只有弱引用了,那它就成为被垃 圾回收的候选对象,就像没有剩余的引用一样,而且一旦对象被删除,所有的弱引用也会被清楚。弱引用适合那些数据 成员特别多,而且重新创建又相对容易的类,也就是俗称的胖子类,建立弱引用可以引用对象,但也不阻止其被垃圾回收,在内存的使用方面取得一定的平衡。

    在android 中wp 类里面的promote 函数实际上就是将一个弱引用升级为一个强引用。不管是sp 还是wp ,实际上都是android 利用现有的c++ 特性来解决内存使用和回收的一种手段。

    ,就是为了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(new CameraHal());   //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

    更多参考:http://blog.csdn.net/droidphone/article/details/5799792

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