Android sp & sp

文一：

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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只能指针时，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/showart_2163813.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