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Android智能指針輕量級Light Pointer初識

 更新時間：2022年12月09日 16:16:07   作者：一只藍(lán)鯨  
這篇文章主要為大家介紹了Android智能指針輕量級Light Pointer初識詳解，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進(jìn)步，早日升職加薪

引言

相信有很多小伙伴跟我一樣，一直從事Android上層應(yīng)用開發(fā)，對Android底層充滿興趣，奈何基礎(chǔ)知識薄弱，每次學(xué)習(xí)源碼進(jìn)入native層的時候，都想放棄。不用灰心，一遍看不懂就再來一遍，今天主要是分享Android智能指針的內(nèi)容。

作為上層應(yīng)用開發(fā)者對C++不是很熟悉，不要慌，咱們一步一步來，接下來我將分為3篇文章來講解智能指針

1、智能指針初探——輕量級指針（Light Pointer）

2、智能指針初探——強(qiáng)指針（Strong Pointer）（未更新）

3、智能指針初探——弱指針（Weak Pointer）（未更新）

本篇是智能指針初探——輕量級指針（Light Pointer），在講解智能指針之前我們先思考下為什么java沒有指針。

java

做Android上層應(yīng)用開發(fā)肯定離不開java，很多人選擇學(xué)習(xí)java最主要的原因是沒有指針，再也不用擔(dān)心各種指針和內(nèi)存釋放了。

//java 
Object a = new Object();

java在設(shè)計中盡量淡化了指針的概念，我們可以簡單的new對象，上面示例代碼就是java生成一個對象的最簡單樣例，我們可以通過變量a去使用剛剛new好的Object對象。變量a是一個對象類型或者說是引用類型，作用其實(shí)跟C/C++中的指針類似。

java中引用分為如下4類，感興趣的同學(xué)可以自行去學(xué)習(xí)：

引用類型概述
StrongReference(強(qiáng)引用)強(qiáng)引用是最經(jīng)常使用的一種引用，如new操作創(chuàng)建的對象就屬于強(qiáng)引用，只要強(qiáng)引用關(guān)系還存在，垃圾收集器就不會回收掉被引用的對象。
SoftReferenc(軟引用)內(nèi)存空間足夠，垃圾回收器就不會回收它，如果內(nèi)存空間不足了，就會回收這些對象的內(nèi)存，只要垃圾回收器沒有回收它，該對象就可以被程序使用。
WeakReferenc(弱引用)弱引用也是用來描述那些非必須對象，但是它的強(qiáng)度比軟引用更弱一些，被弱引用關(guān)聯(lián)的對象只能生存到下一次垃圾收集發(fā)生為止。當(dāng)垃圾收集器開始工作，無論當(dāng)前內(nèi)存是否足夠，都會回收掉只 被弱引用關(guān)聯(lián)的對象
PhantomReference(虛引用)虛引用也稱為“幽靈引用”或者“幻影引用”，它是最弱的一種引用關(guān)系。一個對象是否有虛引用的 存在，完全不會對其生存時間構(gòu)成影響，也無法通過虛引用來取得一個對象實(shí)例。為一個對象設(shè)置虛 引用關(guān)聯(lián)的唯一目的只是為了能在這個對象被收集器回收時收到一個系統(tǒng)通知。

這些引用類型配合Java垃圾回收機(jī)制（GC），讓我們java程序員不用太關(guān)心內(nèi)存的釋放。Java垃圾回收機(jī)制正是由java虛擬機(jī)（JVM）提供，在Android也有對應(yīng)的虛擬機(jī)：Dalvik 虛擬機(jī)（Dalvik Virtual Machine），ART（Android Runtime）虛擬機(jī)。 java在進(jìn)行垃圾回收機(jī)制（GC）時，需要做兩件事：

1、判斷該對象是否為垃圾

2、垃圾回收的具體算法

判斷該對象是否為垃圾

1、引用計數(shù)法

原理其實(shí)很簡單，給運(yùn)行的對象添加一個引用計數(shù)器，每當(dāng)有一個地方引用它時，計數(shù)器+1；當(dāng)引用失效時，計數(shù)器就-1，任何時刻計數(shù)器為0的對象，就視作不可能再被使用。這一種方式，實(shí)現(xiàn)簡單，邏輯也清晰，大部分的情況下，它都可以達(dá)到很好的效果，盡管這樣，計數(shù)器算法還是存在但是的，但是它無法解決循環(huán)引用的場景（A、B兩個對象相互引用）。

2、可達(dá)性分析法

通過一系列稱為“GC Roots”的對象作為起始點(diǎn)，從這些節(jié)點(diǎn)開始向下搜索，搜索走過的路徑稱為“引用鏈”，當(dāng)一個對象到 GC Roots 沒有任何的引用鏈相連時(從 GC Roots 到這個對象不可達(dá))時，證明此對象不可用。

GC Roots包含以下：

  • 虛擬機(jī)棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對象
  • 方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對象
  • 方法區(qū)中常量引用的對象
  • 本地方法棧中JNI（即一般說的native方法）中引用的對象

......

雖然這些虛擬機(jī)已幫忙我們回收內(nèi)存，但其實(shí)我們做上層應(yīng)用開發(fā)時還是得特別需要注意引用，不然還是會造成OOM等異常。

垃圾回收的具體算法

java垃圾回收的算法有很多這里就不詳細(xì)展開了（標(biāo)記-清除算法、 標(biāo)記-整理算法、 復(fù)制算法、分代收集算法...），感興趣的同學(xué)可以自行學(xué)習(xí)

C++

相比較java的引用+垃圾回收機(jī)制，C++沒有垃圾回收的機(jī)制，通常使用引用計數(shù)的方法來統(tǒng)計對象的使用情況，為了實(shí)現(xiàn)引用計數(shù)，需要有個類來負(fù)責(zé)計數(shù)，我們先看下最簡單的輕量級指針（Light Pointer）。

本文中的源代碼可下面鏈接查看：

www.aospxref.com/android-7.1…

www.aospxref.com/android-7.1…

www.aospxref.com/android-7.1…

輕量級指針（Light Pointer）

我們希望指針指向的對象有引用計數(shù)功能，當(dāng)計數(shù)為0時，刪除對象，所以需要有個類能夠?qū)崿F(xiàn)引用計數(shù)的功能。

輕量級指針（Light Pointer）的引用計數(shù)類就是它：LightRefBase（system/core/include/utils/RefBase.h）

template <class T>
class LightRefBase
{
public:
    inline LightRefBase() : mCount(0) { }
    inline void incStrong(const void* id) const {
        android_atomic_inc(&mCount);
    }
    inline void decStrong(const void* id) const {
        if (android_atomic_dec(&mCount) == 1) {
            delete static_cast<const T*>(this);
        }
    }
    //! DEBUGGING ONLY: Get current strong ref count.
    inline int32_t getStrongCount() const {
        return mCount;
    }
protected:
    inline ~LightRefBase() { }
private:
    mutable volatile int32_t mCount;
};

我們簡單看下這個類，重點(diǎn)關(guān)注mCount這個變量的使用，在incStrong中+1，在decStrong是-1（當(dāng)前mCount為1時，再減就要為0了，就會delete對象）。

好了，現(xiàn)在我們有了引用計數(shù)類之后，還缺少一個關(guān)鍵角色：指針sp（system/core/include/utils/StrongPointer.h）

template<typename T>
class sp {
public:
    inline sp() : m_ptr(0) { }
    sp(T* other);
    sp(const sp<T>& other);
    sp(sp<T>&& other);
    template<typename U> sp(U* other);
    template<typename U> sp(const sp<U>& other);
    template<typename U> sp(sp<U>&& other);
    ~sp();
    // Assignment
    sp& operator = (T* other);
    sp& operator = (const sp<T>& other);
    sp& operator = (sp<T>&& other);
    template<typename U> sp& operator = (const sp<U>& other);
    template<typename U> sp& operator = (sp<U>&& other);
    template<typename U> sp& operator = (U* other);
    //! Special optimization for use by ProcessState (and nobody else).
    void force_set(T* other);
    // Reset
    void clear();
    // Accessors
    inline  T&      operator* () const  { return *m_ptr; }
    inline  T*      operator-> () const { return m_ptr;  }
    inline  T*      get() const         { return m_ptr; }
    // Operators
    COMPARE(==)
    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;
 };

sp類是個模版類，主要的工作就是指針指向m_ptr，在構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)、重載函數(shù)（operator =）中控制m_ptr中的計數(shù)，而m_ptr指向的對象就是繼承自LightRefBase。

//以下只截取了部分代碼，詳細(xì)代碼內(nèi)容參考 StrongPointer.h
//普通構(gòu)造函數(shù)
template<typename T>
 sp<T>::sp(T* other)
         : m_ptr(other) {
     if (other)
         other->incStrong(this);
 }
//拷貝構(gòu)造函數(shù)
 template<typename T>
 sp<T>::sp(const sp<T>& other)
         : m_ptr(other.m_ptr) {
     if (m_ptr)
         m_ptr->incStrong(this);
 }
//析構(gòu)函數(shù)
 template<typename T>
 sp<T>::~sp() {
     if (m_ptr)
         m_ptr->decStrong(this);
 }
//重載函數(shù)（operator =）
 template<typename T>
 sp<T>& sp<T>::operator =(const sp<T>& other) {
     T* otherPtr(other.m_ptr);
     if (otherPtr)
         otherPtr->incStrong(this);
     if (m_ptr)
         m_ptr->decStrong(this);
     m_ptr = otherPtr;
     return *this;
 }

那么我們該如何使用輕量級指針（Light Pointer）：

只需繼承自LightRefBase結(jié)合sp即可。

class MyLightRefClass : public LightRefBase<MyLightRefClass>
{
public:
        MyLightRefClass()
        {
        }
        virtual ~MyLightRefClass()
        {
        }
};
int main(int argc, char** argv)
{
        MyLightRefClass* lightClass = new MyLightRefClass();
        sp<MyLightRefClass> lp = lightClass;
}

輕量級指針的分享就結(jié)束了，輕量級指針很簡單但是有一個問題沒有解決：A、B相互引用，關(guān)于后面的強(qiáng)指針、弱指針還請繼續(xù)關(guān)注

以上就是Android智能指針輕量級Light Pointer初識的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Android輕量級指針Light Pointer的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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