智能指针与弱引用详解

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:


复制代码 代码如下:

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:


复制代码 代码如下:

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。

时间: 2013-09-24

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