GObject学习教程---第十一章：GObject 子类对象的析构过程

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楼主见解：

主要讲解析构为什么需要2个函数来实现。讲解了dispose和finalize的使用场景。析构函数末尾必须调用基类的对应析构函数。

James Henstridge 给出了一个方案，那就是将 GObject 类及其子类对象的析构过程分为 dispose 阶段与 finalize 阶段。在 dispose 阶段，只解除对象 A 对其所有属性的引用，而在 finalize 阶段释放对象 A 所占用的资源。dispose 阶段可被重复执行多次，而 finalize 阶段仅被执行一次。但是 James Henstridge 的约定，不仅仅是要保证 dispose 函数可被多次执行，还要保证在 dispose 函数执行之后并且在 finalize 函数执行之前，程序不会出错。这意味着 dispose 函数不能影响对象的行为（方法）。

所以要保证在dispose接触对其属性的接触时，要保证其他函数的正常执行，所以可能需要用到锁。

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GObject 子类对象的析构过程

在“GObject 的信号机制”文中，谈到 GObject 子类对象的析构过程分为两个阶段，第一阶段是 dispose，第二阶段是 finalize。之所以划分成两个阶段而不是一步到位的内存释放，一切皆因尴尬现实之所迫。

引用计数与引用循环

现在，我们都知道了 GObject 类及其子类的对象，其内存管理基于引用计数机制而实现。所谓基于引用计数的内存管理，可大致描述为：

• 使用 g_object_new 函数进行对象实例化的时候，对象的引用计数为 1；
• 每次使用 g_object_ref函数引用对象时，对象的引用计数便会增 1；
• 每次使用 g_object_unref 函数为对象解除引用时，对象的引用计数便会减 1；
• 在 g_object_unref 函数中，如果发现对象的引用计数为 0，那么则调用对象的析构函数释放对象所占用的资源。

GObjec 类及其子类对象不仅存在继承的关系，还存在互相包含的关系，例如有一个 GObject 子类对象 A 包含（引用）了另一个 GObject 子类对象 B（也就是说对象 B 是对象 A 的属性），而对象 B 有可能反过来又引用了对象 A，这样便构成了引用循环。对于这种情况，对象 A 的析构函数不可能一步到位彻底释放它所占用的资源，可以论证一下：

• 假设对象 A 的析构函数为 a_deconstruct。
• a_deconstruct 函数只能在对象 A 的引用计数为 0 的时候被 g_object_unref 函数调用。
• 在 g_object_new 对象 A 的时候，由于 A 所包含的对象 B 有可能反过来引用 A，那么 A 的引用计数就有可能不是 1 而是 2。
• 在 g_object_unref 对象 A 的时候，由于此时对象 A 的引用计数可能为 2，所以 g_object_unref 只是将 A 的引用计数减掉 1，而不会调用 a_deconstruct 函数。
• 对于对象 A 的使用者，在不清楚对象 A 的内部实现时，他会天真的认为 g_object_new 与 g_object_unref 的配对就可以回收 A 的资源，但事实则不然。
• 对象 A 的使用者如果多次调用 g_object_unref 最终可以引发 a_deconstruct 函数工作，从而实现对象 A 的资源释放，但是使用者并不清楚究竟该运行几次 g_object_unref 才能有这种效果，并且在对象 A 已经被析构的情况下，再次 g_object_unref 对象 A，那么就会出现段错误。

James Henstridge 的方案

为解决引用循环的问题，James Henstridge 给出了一个方案，那就是将 GObject 类及其子类对象的析构过程分为 dispose 阶段与 finalize 阶段。在 dispose 阶段，只解除对象 A 对其所有属性的引用，而在 finalize 阶段释放对象 A 所占用的资源。dispose 阶段可被重复执行多次，而 finalize 阶段仅被执行一次。

但是，与其说 James Henstridge 给出了一个方案，不如说他给出了一种约定。因为这种方案在 C 语言中是不可能自动实现，它需要 GObject 库的使用者小心谨慎的保证在 dispose 与 finalize 阶段之间不会出现程序错误（通常是段错误）。

例如“GObject 的信号机制”文中的 MyFile 对象的 dispose 代码：

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static void my_file_dispose (GObject *gobject) {         MyFile *self        = MY_FILE (gobject);         MyFilePrivate *priv = MY_FILE_GET_PRIVATE (self);         if (priv->file){                 g_io_channel_unref (priv->file);                 priv->file = NULL;         }         G_OBJECT_CLASS (my_file_parent_class)->dispose (gobject); }

MyFile 对象的私有属性 file 是一个指向 GIOChannel 类型变量的指针，它与 GObject 库没有丝毫关系，其内存释放实际上可在 finalize 阶段执行，之所以将其放在 dispose 阶段执行，主要是想揭示 James Henstridge 所给出的约定。这种约定就是必须保证 my_file_dispose 可被无限次的执行而不出错，所以在 my_file_dispose 函数中添加了file 指针有效性判断与野指针消除的代码。

在 GObject 手册中，也有一个 dispose 的示例：

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static void maman_bar_dispose (GObject *gobject) {         MamanBar *self = MAMAN_BAR (gobject);         if (self->priv->an_object)         {                 g_object_unref (self->priv->an_object);                 self->priv->an_object = NULL;         }                   G_OBJECT_CLASS (maman_bar_parent_class)->dispose (gobject); }

从上述代码中可看出，MamanBar 对象的私有属性 an_object 是一个 GObject 子类对象，也需要指针有效性判断与野指针消除的代码，因为我们必须要保证对象的 dispose 函数可被多次执行。

那么，多次执行对象的 dispose 函数的任务是由 g_object_unref 来完成吗？

肯定不是。因为 g_object_unref 也不知道该执行多少次 dispose 函数才可以将引用循环打破。

实际上，James Henstridge 所给出的这个约定，并非是让 GObject 自身可以智能的破解引用循环，而是认为 GObject 之外的程序能够分析出引用循环的存在，并由它多次执行对象的 dispose 函数。

例如，基于 GObject 的类型管理与引用计数机制，可在 GObject 库之上建立一个内存回收功能的程序库，GObject 库自身的内存管理机制仅仅是方便上层的内存回收库的实现而已。至于 GObject 库的使用者，依然要像 C 语言程序员那样，兢兢业业的处理好每一块内存的分配与回收。

析构需要向上回溯

在 GObject 子类对象的 dispose 与 finalize 函数中，末尾都有一行比较类似的代码。例如 MyFile 对象的 dispose 函数，有：

1	G_OBJECT_CLASS (my_file_parent_class)->dispose (gobject);

MyFile 对象的 finalize 函数，有：

1	G_OBJECT_CLASS (my_file_parent_class)->finalize (gobject);

这两行代码主要是“请求” MyFile 父类对象进行析构。

因为 C 语言不是内建支持面向对象，所以继承需要从上至下的进行结构体包含，那么析构就除了要释放自身资源还需要引发父类对象的析构过程，这样才可以彻底消除整条继承链所占用的资源。

向上回溯析构，这还倒好理解，但是 G_OBJECT_CLASS (my_file_parent_class) 是什么玩意？在 MyFile 类的实现中，我们从未声明与定义过 my_file_parent_class 这个变量或者宏。

不，其实我们既声明了它，也定义了它，其中的玄机就在 my-file.c 源文件开始部分的 G_DEFINE_TYPE 宏之中。如果我们使用命令

1	gcc -E -P my-file.c > my-file-extend.c

将 my-file.c 中所有的宏进行展开，可以发现：

1	G_DEFINE_TYPE (MyFile, my_file, G_TYPE_OBJECT);

的展开代码为：

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static void my_file_init (MyFile * self); static void my_file_class_init (MyFileClass * klass); static gpointer my_file_parent_class = ((void *) 0);   static void my_file_class_intern_init (gpointer klass) {     my_file_parent_class = g_type_class_peek_parent (klass);     my_file_class_init ((MyFileClass *) klass); }   GType my_file_get_type (void) {     static volatile gsize g_define_type_id__volatile = 0;     if (g_once_init_enter (&g_define_type_id__volatile)) {         GType g_define_type_id =             g_type_register_static_simple (((GType) ((20) << (2))),                            g_intern_static_string                            ("MyFile"),                            sizeof (MyFileClass),                            (GClassInitFunc)                            my_file_class_intern_init,                            sizeof (MyFile),                            (GInstanceInitFunc)                            my_file_init,                            (GTypeFlags) 0); { { {         };         }         }         g_once_init_leave (&g_define_type_id__volatile,                    g_define_type_id);     }     return g_define_type_id__volatile; };

可以看出 my_file_parent_class 是一个静态的全局指针，它在 my_file_class_intern_init 函数中指向 MyFile 类的父类结构体。另外，还可以看出 MyFile 类的类结构体初始化函数 my_file_class_init 是由 my_file_class_intern_init 函数调用的，而后者会被 g_object_new 函数调用。

在 my_file_class_init 函数调用之前，将 MyFile 类的父类结构体的地址保存为 my_file_parent_class 指针是有用的。因为我们在 MyFile 类的类结构体初始化函数 my_file_class_init 中覆盖了 MyFile 类所继承的父类结构体的 dispose 与 finaliz 方法：

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static void my_file_class_init (MyFileClass *klass) {         g_type_class_add_private (klass, sizeof (MyFilePrivate));                    GObjectClass *base_class = G_OBJECT_CLASS (klass);         ... ... ...         base_class->dispose      = my_file_dispose;         base_class->finalize     = my_file_finalize;         ... ... ... }

而在 MyFile 对象的 dispose 与 finalize 函数中，我们需要将对象的析构向上回溯到其父类，这时如果直接从 MyFile 类的类结构体中提取父类结构体，那么就会出现 MyFile 对象的 dispose 与 finalize 函数的递归调用。由于预先保存了 MyFile 类的父类结构体地址，那么就可以保证回溯析构的顺利进行。

其实，我们做错了！？

但是 James Henstridge 的约定，不仅仅是要保证 dispose 函数可被多次执行，还要保证在 dispose 函数执行之后并且在 finalize 函数执行之前，程序不会出错。这意味着 dispose 函数不能影响对象的行为（方法）。

无论 MyFIle 类对象的 my_file_dispose 函数还是 GObject 手册中的 maman_bar_dispose 函数的实现，都不符合上述约定。

在 my_file_dispose 函数中，我们不仅释放了 GIOChannel 类型指针 file 所指向的内存区域，还消除了野指针。那么在执行 my_file_dispose 函数之后，显然所有要使用 file 指针的 MyFile 类对象的方法都会出现段错误。同理，maman_bar_dispose 函数也违背了 James Henstridge 的约定。

所以，在 MyFIle 类的设计中 my_file_dispose 函数应当是一个空函数，GObject 手册中的 maman_bar_dispose 函数也应当如此。

对于 GObject 子类对象的哪些属性应当在 dispose 函数中解除引用，哪些属性应当在 finalize 函数中进行资源释放，全面的判定准则就是：既要允许 dispose 函数可重复执行，还要不影响对象的方法。

因此，James Henstridge 的约定跟废话也差不了多少。因为在 dispose 函数中解除任何一个属性的引用都有可能破坏对象的方法！

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