Android源码分析 理解Refbase

前言

最近解决稳定性问题，遇到sp问题，本文就简单梳理RefBase和sp、wp下。

RefBase

RefBase是Android中所有对象的始祖，类似于MFC中的CObject及Java中的Object对象。在Android中，RefBase结合sp和wp，实现了一套通过引用计数的方法来控制对象生命周期的机制。

sp的意思应该是strong pointer，而wp则是weak pointer的意思。Android推出这一套机制可能是模仿Java，因为Java世界中有所谓weak reference之类的东西。sp和wp的目的，就是为了帮助健忘的程序员回收new出来的内存。

// 类A继承自RefBase
class A : RefBase {
}int main{A *pa = new A();{sp<A> spA(pa);wp<A> wpA(pa);// 大括号结束后，析构wp和sp}return 0;
}

RefBase

system/core/include/utils/RefBase.h
system/core/libutils/RefBase.cpp

class RefBase
{
public:void            incStrong(const void* id) const;void            decStrong(const void* id) const;void            forceIncStrong(const void* id) const;int32_t         getStrongCount() const;class weakref_type{public:RefBase*            refBase() const;void                incWeak(const void* id);void                decWeak(const void* id);bool                attemptIncStrong(const void* id);};weakref_type*   createWeak(const void* id) const;weakref_type*   getWeakRefs() const;protected:RefBase();virtual                 ~RefBase();//! Flags for extendObjectLifetime()enum {OBJECT_LIFETIME_STRONG  = 0x0000,OBJECT_LIFETIME_WEAK    = 0x0001,OBJECT_LIFETIME_MASK    = 0x0001};void            extendObjectLifetime(int32_t mode);//! Flags for onIncStrongAttempted()enum {FIRST_INC_STRONG = 0x0001};virtual void            onFirstRef();virtual void            onLastStrongRef(const void* id);virtual bool            onIncStrongAttempted(uint32_t flags, const void* id);virtual void            onLastWeakRef(const void* id);private:friend class weakref_type;class weakref_impl;RefBase(const RefBase& o);RefBase&operator=(const RefBase& o);weakref_impl* const mRefs;
};
  • 创建RefBase时同时创建影子对象weakref_impl，名为mRefs。
    mRefs是引用计数管理的关键类，它是从RefBase的内部类weakref_type中派生出来的(继承)。
class RefBase::weakref_impl : public RefBase::weakref_type
{
public:std::atomic<int32_t>    mStrong;std::atomic<int32_t>    mWeak;RefBase* const          mBase;std::atomic<int32_t>    mFlags;weakref_impl(RefBase* base): mStrong(INITIAL_STRONG_VALUE), mWeak(0), mBase(base) // 实际对象, mFlags(0){}...
}// 构造函数，会同时创建其内部类(影子对象)weakref_impl
RefBase::RefBase(): mRefs(new weakref_impl(this))
{
}// 强引用+1
void RefBase::incStrong(const void* id) const
{weakref_impl* const refs = mRefs;refs->incWeak(id);refs->addStrongRef(id);const int32_t c = refs->mStrong.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);ALOG_ASSERT(c > 0, "incStrong() called on %p after last strong ref", refs);
#if PRINT_REFSALOGD("incStrong of %p from %p: cnt=%d\n", this, id, c);
#endifif (c != INITIAL_STRONG_VALUE)  {return;}int32_t old = refs->mStrong.fetch_sub(INITIAL_STRONG_VALUE,std::memory_order_relaxed);// A decStrong() must still happen after us.ALOG_ASSERT(old > INITIAL_STRONG_VALUE, "0x%x too small", old);refs->mBase->onFirstRef();
}// 强引用-1
void RefBase::decStrong(const void* id) const
{weakref_impl* const refs = mRefs;refs->removeStrongRef(id);const int32_t c = refs->mStrong.fetch_sub(1, std::memory_order_release);
#if PRINT_REFSALOGD("decStrong of %p from %p: cnt=%d\n", this, id, c);
#endifALOG_ASSERT(c >= 1, "decStrong() called on %p too many times", refs);if (c == 1) {std::atomic_thread_fence(std::memory_order_acquire);refs->mBase->onLastStrongRef(id);int32_t flags = refs->mFlags.load(std::memory_order_relaxed);if ((flags&OBJECT_LIFETIME_MASK) == OBJECT_LIFETIME_STRONG) {delete this;// Since mStrong had been incremented, the destructor did not// delete refs.}}// Note that even with only strong reference operations, the thread// deallocating this may not be the same as the thread deallocating refs.// That's OK: all accesses to this happen before its deletion here,// and all accesses to refs happen before its deletion in the final decWeak.// The destructor can safely access mRefs because either it's deleting// mRefs itself, or it's running entirely before the final mWeak decrement.refs->decWeak(id);
}

sp

frameworks/rs/cpp/util/StrongPointer.h

template <typename T>
class sp
{
public:inline sp() : m_ptr(0) { }sp(T* other);sp(const sp<T>& other);template<typename U> sp(U* other);template<typename U> sp(const sp<U>& other);~sp();// Assignmentsp& operator = (T* other);sp& operator = (const sp<T>& other);template<typename U> sp& operator = (const sp<U>& other);template<typename U> sp& operator = (U* other);//! Special optimization for use by ProcessState (and nobody else).void force_set(T* other);// Resetvoid clear();// Accessorsinline  T&      operator* () const  { return *m_ptr; }inline  T*      operator-> () const { return m_ptr;  }inline  T*      get() const         { return m_ptr; }// OperatorsCOMPARE(==)COMPARE(!=)COMPARE(>)COMPARE(<)COMPARE(<=)COMPARE(>=)private:template<typename Y> friend class sp;template<typename Y> friend class wp;void set_pointer(T* ptr);T* m_ptr;
};template<typename T>
sp<T>::sp(T* other)
: m_ptr(other){if (other) other->incStrong(this);}template<typename T>
sp<T>::~sp()
{if (m_ptr) m_ptr->decStrong(this);
}

wp

template <typename T>
class wp
{
public:typedef typename RefBase::weakref_type weakref_type;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);~wp();// Assignmentwp& 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 spsp<T> promote() const;// Resetvoid clear();// Accessorsinline  weakref_type* get_refs() const { return m_refs; }inline  T* unsafe_get() const { return m_ptr; }// OperatorsCOMPARE_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;T*              m_ptr;weakref_type*   m_refs;
};template<typename T>
wp<T>::wp(T* other): m_ptr(other)
{if (other) m_refs = other->createWeak(this);
}template<typename T>
sp<T> wp<T>::promote() const
{sp<T> result;if (m_ptr && m_refs->attemptIncStrong(&result)) {result.set_pointer(m_ptr);}return result;
}

理解Refbase强弱引用
深入理解Android(卷l)

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