经常会在android的framework代码中发现sp<xxx>和wp<xxx>这样的指针,一直没有整明的,最近花了点时间,仔细啃了一下代码,终于明白了一些,把所懂的记下来,当作笔记。
sp wp的经典用法如下:
frameworks\av\media\mediaserver\main_mediaserver.cpp
int main(int argc __unused, char **argv __unused)
{
signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());
sp<IServiceManager> sm(defaultServiceManager());
ALOGI("ServiceManager: %p", sm.get());
InitializeIcuOrDie();
MediaPlayerService::instantiate();
ResourceManagerService::instantiate();
registerExtensions();
ProcessState::self()->startThreadPool();
IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
}
解析如下:
第一句:signal(SIGPIPE, SIG_IGN) 信号处理相关,暂时不分析。
第二句:sp<ProcessState>proc(ProcessState::self());
这是个strong pointer的声明,初始化用了copy constructor,查看 sp 的构造函数返回的是参数typename(ProcessState::self() 返回 ProcessState对象)的引用, 所以平时看的时候都把他当成一个普通的引用(相当于C语言的指针),但proc后面的代码都没有用。为什么这么做?
这里使用的copy constructor能增加引用计数。计数大于0的强指针不会自动消失。这里的关键还不在于强指针,而在于ProcessState的构造函数执行时,有很多副作用,其中之一就是打开binder设备,取得文件描述符,并为此fd做mmap,获得内存空间以存放事务数据结构。此外,ProcessState是个比较纯粹的封装,把跟进程/线程有关的内容全放这了。
第三句:sp<IServiceManager> sm =defaultServiceManager();
这句同样引入了一个强指针,指向默认的ServiceManager,同样是个单体,以后用着方便。
看一下实现:
gDefaultServiceManager =interface_cast<IServiceManager>(ProcessState::self()->getContextObject(NULL));
注意这里的interface_cast从IBinder取得IServiceManager接口。
具体怎么取得ContextObject得看binder的驱动。
第四句:LOGI("ServiceManager: %p", sm.get());
记录。这句话彻底搞明白,得看log驱动程序,此处从略。
第五句:不分析
第六 和第七句: MediaPlayerService::instantiate();
ResourceManagerService::instantiate();
这句话似乎是实例化MediaPlayerService,instantiate函数就一句话:
defaultServiceManager()->addService(String16("SurfaceFlinger"),new MediaPlayerService());
defaultServiceManager已经有了,到这就省点事,直接调用addService函数。
addService函数复杂一些:
virtual status_t addService(const String16& name,const sp<IBinder>&service)
这里要做的,简单地说,就是注册MediaPlayerService服务,以使得后来的请求知道找谁了。注意addService的第二个参数接收的是个IBinder对象,这具体说得涉及到binder实现的细节。
第九句:ProcessState::self()->startThreadPool();
这句比较奇怪。因为startThreadPool函数调用spawnPooledThread,后者调用PoolThread,后者返回一个Thread对象,接着会调用这个对象的run函数。Thread的run函数run的什么呢?
run的内容是threadLoop函数,后者就一句话:
IPCThreadState::self()->joinThreadPool(mIsMain);
此时mIsMain是true,语义是进入looper。虽说创建了一个pool,但pool里只有一个线程。程序到这里应该是进入binder事务循环了。
在do循环里,需要从binder驱动获得请求,就是ioctl的BINDER_WRITE_READ操作的结果,根据此返回数据,来执行规定动作(executeCommand调用)。后者是binder协议的目的所在,执行对用户有用的动作,这有用的动作,通过IBinder接口的transact函数。目标对象或者是注册的服务,或者是defaultServiceManager。
第十句:IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
这句也比较奇怪。此句和第五句最终效果是一样,都是调用IPCThreadState的joinThreadPool函数,默认参数是true,同样是进入looper的意思。为什么同样的事做两遍?大概上一句是让创建的线程干活,而本句是主线程直接干活。
template<typename T> sp<T>& sp<T>::operator =(sp<T>&& other) { if (m_ptr) m_ptr->decStrong(this); m_ptr = other.m_ptr; other.m_ptr = nullptr; return *this; }
最后只调用typename 的incStrong()函数,但是查看ProcessState没有这个方法,继续查看ProcessState类,是继承RefBase,RefBase有相关方法。也就是如果一个类想使用智能指针,那么必须满足下面两个条件:
b. 该类必须定义虚构造函数。如virtual ~MyClass();
以下博客地址:Android中的sp和wp指针
构造函数中调用了incStrong(),在析构函数中调用的decStrong(),显然是管理引用计数的函数,但是sp类的中并没有定义这两个函数,这两个函数是在RefBase类中定义的,由此可以得出结论:
RefBase的静态关系如下:
其中weakref_type是RefBase的内嵌类,weakref_impl则是weakref_type的子类,RefBase的大部分工作都是交由weakref_impl类来完成,通过RefBase的成员变量weakref_impl* const mRefs。查看其中一个sp的构造函数:
- template<typename T>
- sp<T>::sp(T* other)
- : m_ptr(other)
- {
- if (other) other->incStrong(this);
- }
建立sp<xxx>的动态关系如下:
sp<T>
--> RefBase : incStrong()
-->weakref_impl : addStrongRef()
-->android_atomic_inc(&refs->mStrong)
可见当一个普通指针变成一个sp指针后,将会由RefBase类维护该指针的引用计数,当引用为零时则自动释放该指针指向的内存:
- void RefBase::decStrong(const void* id) const
- {
- weakref_impl* const refs = mRefs;
- refs->removeStrongRef(id);
- const int32_t c = android_atomic_dec(&refs->mStrong);
- if (c == 1) {
- const_cast<RefBase*>(this)->onLastStrongRef(id);
- if ((refs->mFlags&OBJECT_LIFETIME_WEAK) != OBJECT_LIFETIME_WEAK) {
- delete this; //引用为0,销毁
- }
- }
- refs->removeWeakRef(id);
- refs->decWeak(id);
- }
wp<xxx>是怎么一回事?
wp其实是弱指针的意思,wp<T>类型不能直接对类型T进行操作,要想对T进行某种操作,必需把wp升级为sp指针,使用promote()来实现升级:
wp<T> weakp= new T();
sp<T> t = weakp.promote();
wp可能会在弱引用计数不为0的情况下被销毁,执行如下代码:
- class WPTest : public RefBase {
- public:
- WPTest(){
- LOGD("WPTest constructor");
- }
- virtual ~WPTest() {
- LOGD("WPTest destructor");
- }
- virtual void onFirstRef() {
- LOGD("first weak ptr ref callback");
- }
- virtual void onLastStrongRef(const void* id) {
- LOGD("last strong ptr ref callback");
- }
- virtual void onLastWeakRef(const void* id) {
- LOGD("last weak ptr ref callback");
- }
- };
- int main()
- {
- WPTest *T = new WPTest();
- {
- wp<WPTest> weakp(T);
- {
- LOGD("promote to strong ptr.../n");
- sp<WPTest> strongp = weakp.promote();
- LOGD("strong ptr's lifetime is just about to finish .../n");
- }
- LOGD("weak ptr's lifetime is just about to finish .../n");
- }
- LOGD("weak ptr is out of scope./n");
- return 0;
- }
程序打印的结果是:
D/sp-wp-sample( 225): WPTest constructor
D/sp-wp-sample( 225): promote to strong ptr...
D/sp-wp-sample( 225): first weak ptr ref callback
D/sp-wp-sample( 225): strong ptr's lifetime is just about to finish ...
D/sp-wp-sample( 225): last strong ptr ref callback
D/sp-wp-sample( 225): WPTest destructor
D/sp-wp-sample( 225): weak ptr's lifetime is just about to finish ...
D/sp-wp-sample( 225): weak ptr is out of scope.
由此可见虽然wp<WPTest >的生命周期还没有结束,但是因为升级为sp<WPTest >后,sp<WPTest >的强引用计数为0,导致WPTest 被销毁,当强引用为0而弱引用不为0时,WPTest 销毁时,基类RefBase的mRefs指向的weakref_impl类并没有释放,从而保证了弱引用可以继续起作用,这点可以从RefBase的析构函数中看出来:
- RefBase::~RefBase()
- {
- // LOGV("Destroying RefBase %p (refs %p)/n", this, mRefs);
- if (mRefs->mWeak == 0) {
- // LOGV("Freeing refs %p of old RefBase %p/n", mRefs, this);
- delete mRefs;
- }
- }
不过也可以改变这一行为,我们修改一下WPTest的构造函数:
- WPTest(){
- LOGD("WPTest constructor");
- extendObjectLifetime(OBJECT_LIFETIME_WEAK);
- }
这时的打印结果是:
D/sp-wp-sample( 217): WPTest constructor
D/sp-wp-sample( 217): promote to strong ptr...
D/sp-wp-sample( 217): first weak ptr ref callbac
D/sp-wp-sample( 217): strong ptr's lifetime is j
D/sp-wp-sample( 217): last strong ptr ref callba
D/sp-wp-sample( 217): weak ptr's lifetime is j
D/sp-wp-sample( 217): last weak ptr ref callback
D/sp-wp-sample( 217): WPTest destructor
D/sp-wp-sample( 217): weak ptr is out of scope.
可以看出现在只有当强引用和弱引用的计数都为0时,WPTest对象才会被销毁。