android智能指针android::sp使用介绍

news2025/3/1 15:01:51

android::sp 是 Android 中的智能指针（Smart Pointer）的实现，用于管理对象的生命周期，避免手动管理内存泄漏等问题。它是 Android libutils 库中重要的一部分，常用于管理继承自 android::RefBase 的对象。

与标准库中的 std::shared_ptr 类似，android::sp 是引用计数智能指针。它会在对象的引用计数变为零时自动释放对象。此外，Android 还提供了 wp（弱指针），用于解决循环引用的问题。

`sp` 的特性

引用计数管理：基于 android::RefBase 的引用计数，确保对象安全销毁。
自动释放资源：当没有任何 sp 指针指向一个对象时，自动销毁该对象。
线程安全：sp 和 wp 提供线程安全的引用计数操作。

使用场景

sp 通常用于管理继承自 android::RefBase 的对象。在 Android 的 HAL（硬件抽象层）和 Binder 通信中非常广泛。

实现原理

sp 的核心是对目标对象的引用计数进行管理。目标对象必须继承 android::RefBase，因为 RefBase 提供了引用计数的功能。

RefBase 提供了以下方法：

incStrong(const void* id)：增加强引用计数。
decStrong(const void* id)：减少强引用计数。
getStrongCount()：获取当前的强引用计数。

简单示例代码

以下是一个完整的例子，演示如何使用 android::sp 和 RefBase。

#include <utils/RefBase.h>
#include <utils/Log.h>
#include <iostream>

using namespace android;

// 一个继承自 RefBase 的类
class MyClass : public RefBase {
public:
    MyClass() {
        std::cout << "MyClass Constructor" << std::endl;
    }
    ~MyClass() {
        std::cout << "MyClass Destructor" << std::endl;
    }

    void display() {
        std::cout << "Hello from MyClass!" << std::endl;
    }
};

int main() {
    // 创建智能指针
    sp<MyClass> sp1 = new MyClass();
    sp1->display();

    {
        // 创建另一个智能指针，引用同一个对象
        sp<MyClass> sp2 = sp1;
        std::cout << "sp2 created, reference count: " << sp2->getStrongCount() << std::endl;
    } // sp2 离开作用域，引用计数减少

    std::cout << "sp2 out of scope, reference count: " << sp1->getStrongCount() << std::endl;

    // 离开主作用域，sp1 被销毁，引用计数为 0，对象销毁
    return 0;
}

输出结果

运行上面的代码，输出类似以下内容：

MyClass Constructor
Hello from MyClass!
sp2 created, reference count: 2
sp2 out of scope, reference count: 1
MyClass Destructor

代码详解

sp<MyClass> sp1 = new MyClass();
- sp 是一个模板类，sp<MyClass> 表示一个指向 MyClass 的智能指针。
- 使用 new 创建一个 MyClass 对象，sp1 的构造函数会自动增加引用计数。
sp<MyClass> sp2 = sp1;
- 将 sp1 赋值给 sp2，它们会共享同一个 MyClass 对象，引用计数增加到 2。
sp2 离开作用域
- 当 sp2 离开作用域时，析构函数会减少引用计数（调用 decStrong），此时引用计数变为 1。
sp1 离开作用域
- 当 sp1 离开作用域时，引用计数变为 0，MyClass 对象被销毁（调用析构函数）。

注意事项

对象必须继承 RefBase：
- sp 的引用计数功能依赖于 RefBase，如果对象没有继承 RefBase，则不能使用 sp。
避免循环引用：
- 如果两个对象互相持有 sp 指针，会导致引用计数永远无法归零，产生内存泄漏。可以使用 wp（弱指针）解决这个问题。

扩展：使用弱指针

如果你需要避免循环引用，可以使用 android::wp（弱指针）。以下是一个简单示例：

#include <utils/RefBase.h>
#include <iostream>

using namespace android;

class MyClass : public RefBase {
public:
    MyClass() {
        std::cout << "MyClass Constructor" << std::endl;
    }
    ~MyClass() {
        std::cout << "MyClass Destructor" << std::endl;
    }

    void display() {
        std::cout << "Hello from MyClass!" << std::endl;
    }
};

int main() {
    sp<MyClass> sp1 = new MyClass();
    wp<MyClass> wp1 = sp1; // 创建一个弱指针

    {
        sp<MyClass> sp2 = wp1.promote(); // 从弱指针提升为强指针
        if (sp2 != nullptr) {
            sp2->display();
        }
    } // sp2 离开作用域

    sp1 = nullptr; // 强引用计数归零，对象销毁

    if (wp1.promote() == nullptr) {
        std::cout << "Object already destroyed!" << std::endl;
    }

    return 0;
}