Android SP 介绍

Android系统的运行时库层代码是用C++来编写的，用C++来写代码最容易出错的地方就是指针了，一旦使用不当，轻则造成内存泄漏，重则造成系统崩溃。不过系统为我们提供了智能指针，避免出现上述问题，本文将系统地分析Android系统智能指针（轻量级指针、强指针和弱指针）的实现原理。
在使用C++来编写代码的过程中，指针使用不当造成内存泄漏一般就是因为new了一个对象并且使用完之后，忘记了delete这个对象，而造成系统崩溃一般就是因为一个地方delete了这个对象之后，其它地方还在继续使原来指向这个对象的指针。为了避免出现上述问题，一般的做法就是使用引用计数的方法，每当有一个指针指向了一个new出来的对象时，就对这个对象的引用计数增加1，每当有一个指针不再使用这个对象时，就对这个对象的引用计数减少1，每次减1之后，如果发现引用计数值为0时，那么，就要delete这个对象了，这样就避免了忘记delete对象或者这个对象被delete之后其它地方还在使用的问题了。但是，如何实现这个对象的引用计数呢？肯定不是由开发人员来手动地维护了，要开发人员时刻记住什么时候该对这个对象的引用计数加1，什么时候该对这个对象的引用计数减1，一来是不方便开发，二来是不可靠，一不小心哪里多加了一个1或者多减了一个1，就会造成灾难性的后果。这时候，智能指针就粉墨登场了。首先，智能指针是一个对象，不过这个对象代表的是另外一个真实使用的对象，当智能指针指向实际对象的时候，就是智能指针对象创建的时候，当智能指针不再指向实际对象的时候，就是智能指针对象销毁的时候，我们知道，在C++中，对象的创建和销毁时会分别自动地调用对象的构造函数和析构函数，这样，负责对真实对象的引用计数加1和减1的工作就落实到智能指针对象的构造函数和析构函数的身上了，这也是为什么称这个指针对象为智能指针的原因。
解了这些背景知识后，我们就可以进一步学习Android系统的智能指针的实现原理了。Android系统提供了强大的智能指针技术供我们使用，这些智能指针实现方案既包括简单的引用计数技术，也包括了复杂的引用计数技术，即对象既有强引用计数，也有弱引用计数，对应地，这三种智能指针分别就称为轻量级指针（Light Pointer）、强指针（Strong Pointer）和弱指针（Weak Pointer）。无论是轻量级指针，还是强指针和弱指针，它们的实现框架都是一致的，即由对象本身来提供引用计数器，但是它不会去维护这个引用计数器的值，而是由智能指针来维护

轻量级指针 LightRefBase

这个类的实现比较简单, 如果要实现轻量级指针就需要配合使用 sp 合 LightRefBase继承者,通常我们需要使用轻量级指针的目标需要集成 LightRefBase 这个基类,然后放到容器 sp里面就可以实现自动维护垃圾回收,如下是这个类的简要分析:

template

class LightRefBase

{

public:

inline LightRefBase() : mCount(0) { }

inline void incStrong(attribute((unused)) const void* id) const {

android_atomic_inc(&mCount);

}

inline void decStrong(attribute((unused)) const void* id) const {

if (android_atomic_dec(&mCount) == 1) {

delete static_cast

if PRINT_REFS

ALOGD("incStrong of %p from %p: cnt=%d\n", this, id, c);

endif

if (c != INITIAL_STRONG_VALUE)  {
return;
}
//如果是第一次强引用这个目标, 就会取回调这个对象的onFirstRef,可以客制化对应的操作
android_atomic_add(-INITIAL_STRONG_VALUE, &refs->mStrong);
refs->mBase->onFirstRef();

}

注意在构造函数的时候主要做的事情总结就是增加 weak ref count, 增加 string ref count, 然后判断是否是第一次强引用这个目标,是就回调onFirstRef, 这里不设计到对象的释放,再来看sp的析构函数:

template

sp::~sp()

{

if (m_ptr) m_ptr->decStrong(this);

}

这里就是直接call refbase的 decStrong, 继续分析这个函数:

void RefBase::decStrong(const void* id) const

{

weakref_impl* const refs = mRefs;

const int32_t c = android_atomic_dec(&refs->mStrong);
if (c == 1) {
refs->mBase->onLastStrongRef(id);
if ((refs->mFlags&OBJECT_LIFETIME_MASK) == OBJECT_LIFETIME_STRONG) {
delete this;
}
}
refs->decWeak(id);

}

这里主要做的动作就是先减少强引用计数,然后这里就需要进行判断了, 如果强引用计数为0, 就可能需要delete 目标对象, 但是这个还需要进行判断,就是之前的flag, 如果这个flag设置为OBJECT_LIFETIME_STRONG, 意思就是说只要强引用计数为0, 就可以delete, 如果不是, 就可能需要判断弱引用计数,最后减少弱引用计数, refs->decWeak(id);, 再分析这个函数:

void RefBase::weakref_type::decWeak(const void* id)

{

weakref_impl* const impl = static_cast