理解關(guān)于Android系統(tǒng)中輕量級(jí)指針的實(shí)現(xiàn)

更新時(shí)間：2021年10月08日 16:39:44 作者：小道安全

由于android系統(tǒng)底層的很大的一部分是用C++實(shí)現(xiàn)的，C++的開(kāi)發(fā)就難免會(huì)使用到指針的這個(gè)知識(shí) 點(diǎn)。而C++的難點(diǎn)和容易出問(wèn)題的也在于指針。使用指針出錯(cuò)，常常會(huì)引發(fā)帶來(lái)對(duì)項(xiàng)目具有毀滅性的錯(cuò)誤，內(nèi)存泄漏、邏輯錯(cuò)誤、系統(tǒng)崩潰

智能指針來(lái)源

引發(fā)指針錯(cuò)誤情況表現(xiàn)常常有如下幾個(gè)表現(xiàn)情況：
1.申請(qǐng)了內(nèi)存空間，但是忘記釋放指針?biāo)赶虻膶?duì)象占用的內(nèi)存空間。
2.使用了無(wú)效的指針。
因此在android的C++代碼部分采用了智能指針的技術(shù)。智能指針通過(guò)一種能夠自動(dòng)危害對(duì)象引用計(jì)數(shù)的技術(shù)。來(lái)解決C++中指針存在的缺陷問(wèn)題。
在android系統(tǒng)中提供了三種類(lèi)型的C++智能指針，分別為：輕量級(jí)智能指針、強(qiáng)指針、弱指針。
下面主要通過(guò)進(jìn)行分析輕量級(jí)指針的實(shí)現(xiàn)原理。

輕量級(jí)指針

輕量級(jí)指針就是通過(guò)利用簡(jiǎn)單的引用計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)類(lèi)維護(hù)對(duì)象的生命周期，如果一個(gè)類(lèi)的對(duì)象支持使用輕量級(jí)指針，那么它就必須要從LightRefBase類(lèi)進(jìn)行繼承，因?yàn)檫@個(gè)LightRefBase類(lèi)提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的引用計(jì)數(shù)器。

LightRefBase類(lèi)定義

下面的源碼主要依據(jù)android5.0的源碼進(jìn)行分析的。LightRefBase類(lèi)的定義在android系統(tǒng)中的\frameworks\rs\cpp\util\RefBase.h 這個(gè)文件中。
LightRefBase類(lèi)也是一個(gè)模板類(lèi)。模板參數(shù)T表示對(duì)象的實(shí)際類(lèi)型，它必須進(jìn)行對(duì)LightRefBase這個(gè)類(lèi)繼承。

//模板類(lèi)
template <class T>
class LightRefBase
{
public:
    //公共的內(nèi)聯(lián)函數(shù)
    inline LightRefBase() : mCount(0) { }
    inline void incStrong(__attribute__((unused)) const void* id) const {
        __sync_fetch_and_add(&mCount, 1);
    }
    inline void decStrong(__attribute__((unused)) const void* id) const {
        if (__sync_fetch_and_sub(&mCount, 1) == 1) {
            delete static_cast<const T*>(this);
        }
    }
    //! DEBUGGING ONLY: Get current strong ref count.
    inline int32_t getStrongCount() const {
        return mCount;
    }

    typedef LightRefBase<T> basetype;

protected:
    //內(nèi)聯(lián)的虛構(gòu)函數(shù)
    inline ~LightRefBase() { }

private:
    friend class ReferenceMover;
    inline static void moveReferences(void*, void const*, size_t,
            const ReferenceConverterBase&) { }

private:
    mutable volatile int32_t mCount;
};

上面LightRefBase類(lèi)定義涉及到幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)：

1、C++的三個(gè)訪問(wèn)權(quán)限類(lèi)型：public、protected、private。

public:可以被任意實(shí)體訪問(wèn)。
protected:只允許子類(lèi)及本類(lèi)的成員函數(shù)訪問(wèn)。
private:只允許本類(lèi)的成員函數(shù)訪問(wèn)。

2、C++中的inline內(nèi)聯(lián)函數(shù)

在函數(shù)第一部分如果包含有inline關(guān)鍵字的函數(shù)，那么這個(gè)函數(shù)就表示為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。內(nèi)聯(lián)函數(shù)主要為了解決一些頻繁調(diào)用的小函數(shù)大量消耗?？臻g（棧內(nèi)存）的問(wèn)題。
inline的使用是有所限制的，inline只適合涵數(shù)體內(nèi)代碼簡(jiǎn)單的涵數(shù)使用，不能包含復(fù)雜的結(jié)構(gòu)控制語(yǔ)句例如while、switch，并且不能內(nèi)聯(lián)函數(shù)本身不能是直接遞歸函數(shù)（遞歸函數(shù)：自己內(nèi)部還調(diào)用自己的函數(shù)）。

3、C++中的friend友元函數(shù)

C++中的友元機(jī)制允許類(lèi)的非公有成員被一個(gè)類(lèi)或者函數(shù)訪問(wèn)，友元按類(lèi)型分為三種：普通非類(lèi)成員函數(shù)作為友元,類(lèi)的成員函數(shù)作為友元，類(lèi)作為友元。
友元函數(shù)是可以直接訪問(wèn)類(lèi)的私有成員的非成員函數(shù)。它是定義在類(lèi)外的普通函數(shù)，它不屬于任何類(lèi)，但需要在類(lèi)的定義中加以聲明，聲明時(shí)只需在友元的名稱(chēng)前加上關(guān)鍵字friend。

4、C++中的mutable關(guān)鍵字

mutable是為了突破const的限制而設(shè)置的。被mutable修飾的變量，將永遠(yuǎn)處于可變的狀態(tài)，即使在一個(gè)const函數(shù)中。

5、C++中的template類(lèi)模板

一個(gè)類(lèi)模板（也稱(chēng)為類(lèi)屬類(lèi)或類(lèi)生成類(lèi)）同意用戶(hù)為類(lèi)定義一種模式。使得類(lèi)中的某些數(shù)據(jù)成員、默寫(xiě)成員函數(shù)的參數(shù)、某些成員函數(shù)的返回值，能夠取隨意類(lèi)型（包含系統(tǒng)提前定義的和用戶(hù)自己定義的）。
類(lèi)模板的應(yīng)用場(chǎng)景：多個(gè)類(lèi)有著共同操作，但是數(shù)據(jù)類(lèi)型不同。

LightRefBase的實(shí)現(xiàn)類(lèi)

輕量級(jí)LightRefBase類(lèi)的實(shí)現(xiàn)類(lèi)為wp類(lèi)，它也是在\frameworks\rs\cpp\util\RefBase.h 這個(gè)文件中。wp也是一個(gè)模板類(lèi)，模板參數(shù)T表示的是對(duì)象的實(shí)際類(lèi)型，它必須繼承LightRefBase類(lèi)。由于wp類(lèi)也是強(qiáng)指針的實(shí)現(xiàn)類(lèi)，因此我們只需要分析下該wp類(lèi)中關(guān)于輕量級(jí)指針類(lèi)的實(shí)現(xiàn)部分就可以了。

//模板類(lèi)
template <typename T>
class wp
{
public:
    typedef typename RefBase::weakref_type weakref_type;
    //輕量級(jí)指針需要用到的構(gòu)造函數(shù)
    inline wp() : m_ptr(0) { }

    wp(T* other);
    wp(const wp<T>& other);
    wp(const sp<T>& other);
    template<typename U> wp(U* other);
    template<typename U> wp(const sp<U>& other);
    template<typename U> wp(const wp<U>& other);
    //輕量級(jí)指針需要用到的虛構(gòu)函數(shù)
    ~wp();

    // Assignment

    wp& operator = (T* other);
    wp& operator = (const wp<T>& other);
    wp& operator = (const sp<T>& other);

    template<typename U> wp& operator = (U* other);
    template<typename U> wp& operator = (const wp<U>& other);
    template<typename U> wp& operator = (const sp<U>& other);

    void set_object_and_refs(T* other, weakref_type* refs);

    // promotion to sp

    sp<T> promote() const;

    // Reset

    void clear();

    // Accessors

    inline  weakref_type* get_refs() const { return m_refs; }

    inline  T* unsafe_get() const { return m_ptr; }

    // Operators

    COMPARE_WEAK(==)
    COMPARE_WEAK(!=)
    COMPARE_WEAK(>)
    COMPARE_WEAK(<)
    COMPARE_WEAK(<=)
    COMPARE_WEAK(>=)

    inline bool operator == (const wp<T>& o) const {
        return (m_ptr == o.m_ptr) && (m_refs == o.m_refs);
    }
    template<typename U>
    inline bool operator == (const wp<U>& o) const {
        return m_ptr == o.m_ptr;
    }

    inline bool operator > (const wp<T>& o) const {
        return (m_ptr == o.m_ptr) ? (m_refs > o.m_refs) : (m_ptr > o.m_ptr);
    }
    template<typename U>
    inline bool operator > (const wp<U>& o) const {
        return (m_ptr == o.m_ptr) ? (m_refs > o.m_refs) : (m_ptr > o.m_ptr);
    }

    inline bool operator < (const wp<T>& o) const {
        return (m_ptr == o.m_ptr) ? (m_refs < o.m_refs) : (m_ptr < o.m_ptr);
    }
    template<typename U>
    inline bool operator < (const wp<U>& o) const {
        return (m_ptr == o.m_ptr) ? (m_refs < o.m_refs) : (m_ptr < o.m_ptr);
    }
                         inline bool operator != (const wp<T>& o) const { return m_refs != o.m_refs; }
    template<typename U> inline bool operator != (const wp<U>& o) const { return !operator == (o); }
                         inline bool operator <= (const wp<T>& o) const { return !operator > (o); }
    template<typename U> inline bool operator <= (const wp<U>& o) const { return !operator > (o); }
                         inline bool operator >= (const wp<T>& o) const { return !operator < (o); }
    template<typename U> inline bool operator >= (const wp<U>& o) const { return !operator < (o); }

private:
    template<typename Y> friend class sp;
    template<typename Y> friend class wp;
    //輕量級(jí)指針會(huì)用到的變量m_ptr
    T*              m_ptr;
    weakref_type*   m_refs;
};

總結(jié)

通過(guò)前面的概念和系統(tǒng)源碼實(shí)現(xiàn)功能原理分析，我們?nèi)绻褂幂p量級(jí)指針的話(huà)，那么要包含頭文件并采用繼承LightRefBase類(lèi)的方式，那么就可以使用輕量級(jí)指針的功能了。

到此這篇關(guān)于理解關(guān)于Android系統(tǒng)中輕量級(jí)指針的實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Android 輕量級(jí)指針內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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