C++中sp和wp

轉載：https://blog.csdn.net/qq295445028/article/details/37520185

在Android的源代碼中，經常會看到形如：sp 、wp 這樣的類型定義，這其實是Android中的智能指針。智能指針是C++中的一個概念，通過基於引用計數的方法，解決對象的自動釋放的問題。在C++編程中，有兩個很讓人頭痛的問題：一是忘記釋放動態申請的對象從而造成內存泄露；二是對象在一個地方釋放后，又在別的地方被使用，從而引起內存訪問錯誤。程序員往往需要花費很大精力進行精心設計，以避免這些問題的出現。在使用智能指針后，動態申請的內存將會被自動釋放（有點類似Java的垃圾回收），不需要再使用delete來釋放對象，也不需要考慮一個對象是否已經在其它地方被釋放了，從而使程序編寫工作減輕不少，而程序的穩定性大大提高。

Android的智能指針相關的源代碼在下面兩個文件中：

frameworks/base/include/utils/RefBase.h
frameworks/base/libs/utils/RefBase.cpp

涉及的類以及類之間的關系如下圖所示：



Android中定義了兩種智能指針類型，一種是強指針sp（strong pointer），一種是弱指針（weak pointer）。其實成為強引用和弱引用更合適一些。強指針與一般意義的智能指針概念相同，通過引用計數來記錄有多少使用者在使用一個對象，如果所有使用者都放棄了對該對象的引用，則該對象將被自動銷毀。

弱指針也指向一個對象，但是弱指針僅僅記錄該對象的地址，不能通過弱指針來訪問該對象，也就是說不能通過弱智真來調用對象的成員函數或訪問對象的成員變量。要想訪問弱指針所指向的對象，需首先將弱指針升級為強指針（通過wp類所提供的promote()方法）。弱指針所指向的對象是有可能在其它地方被銷毀的，如果對象已經被銷毀，wp的promote()方法將返回空指針，這樣就能避免出現地址訪問錯的情況。

是不是很神奇？弱指針是怎么做到這一點的呢？其實說穿了一點也不復雜，原因就在於每一個可以被智能指針引用的對象都同時被附加了另外一個weakref_impl類型的對象，這個對象中負責記錄對象的強指針引用計數和弱指針引用計數。這個對象是智能指針的實現內部使用的，智能指針的使用者看不到這個對象。弱指針操作的就是這個對象，只有當強引用計數和弱引用計數都為0時，這個對象才會被銷毀。

說了這么多原理，下面該看看到底智能指針該怎么使用了。假設現在有一個類MyClass，如果要使用智能指針來引用這個類的對象，那么這個類需滿足下列兩個前提條件：

（1） 這個類是基類RefBase的子類或間接子類；
（2） 這個類必須定義虛構造函數，即它的構造函數需要這樣定義：

      virtual ~MyClass();

滿足了上述條件的類就可以定義智能指針了，定義方法和普通指針類似。比如普通指針是這樣定義：

MyClass* p_obj;

智能指針是這樣定義：

sp<MyClass> p_obj;

注意不要定義成 sp<MyClass>* p_obj。初學者容易犯這種錯誤，這樣實際上相當於定義了一個指針的指針。盡管在語法上沒有問題，但是最好永遠不要使用這樣的定義。

定義了一個智能指針的變量，就可以象普通指針那樣使用它，包括賦值、訪問對象成員、作為函數的返回值、作為函數的參數等。比如：

p_obj = new MyClass(); // 注意不要寫成 p_obj = new sp<MyClass>

sp<MyClass> p_obj2 = p_obj;

p_obj->func();

p_obj = create_obj();

some_func(p_obj);

注意不要試圖delete一個智能指針，即 delete p_obj。不要擔心對象的銷毀問題，智能指針的最大作用就是自動銷毀不再使用的對象。不需要再使用一個對象后，直接將指針賦值為NULL即可：

p_obj = NULL;

上面說的都是強指針，弱指針的定義方法和強指針類似，但是不能通過弱指針來訪問對象的成員。下面是弱指針的示例：

wp<MyClass> wp_obj = new MyClass();

p_obj = wp_obj.promote(); // 升級為強指針。不過這里要用.而不是->，真是有負其指針之名啊

wp_obj = NULL;



智能指針用起來是很方便，在一般情況下最好使用智能指針來代替普通指針。但是需要知道一個智能指針其實是一個對象，而不是一個真正的指針，因此其運行效率是遠遠比不上普通指針的。所以在對運行效率敏感的地方，最好還是不要使用智能指針為好。