弱引用和弱事件

默認對象實例化後得到的都是強引用,不過有時候對於一些複雜的對象,出於性能考慮,并不希望進行頻繁的初始化,此時弱引用就可以派上用場。

用法:先用WeakReference包裝複雜對象,到需要該複雜對象的時候,檢查一下弱引用的IsAlive屬性,如果true,就可以通過Target直接得到複雜對象,省去了實例化的過程。

簡單的例子:

        static void Main(string[] args)
        {
            var weakRef = GetWeakRef();

            GC.Collect();

            if (weakRef.IsAlive)
            {
                var obj = weakRef.Target as ComplexObject;
                Console.WriteLine(obj);
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("Reference is not available.");
            }

            Console.Read();
        }

        private static WeakReference GetWeakRef()
        {
            return new WeakReference(new ComplexObject());
        }

本例中如果調用了GC回收,輸出爲

Reference is not available.

如果不調用GC回收,輸出爲

ConsoleApplication1.ComplexObject

      

雖然都是弱,但弱事件的情形卻不太一樣,它的目的在於避免内存泄漏。

普通事件建立了一個發佈者到偵聽者之間的強引用,衹要發佈者存在,偵聽者就無法被回收,即使偵聽者已沒有存在的必要。

内存泄漏的一個簡單例子:

    class Publisher
    {
        public event EventHandler SomeEvent;

        public void RaiseEvent()
        {
            if (SomeEvent != null)
            {
                SomeEvent(this, EventArgs.Empty);
            }
        }
    }

    class Listener
    {
        public void Listener_SomeEvent(object sender, EventArgs e)
        {
            Console.WriteLine("SomeEvent happens");
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var pub = new Publisher();
            var lsn = new Listener();

            pub.SomeEvent += lsn.Listener_SomeEvent;
            pub.RaiseEvent();

            lsn = null;
            GC.Collect();

            pub.RaiseEvent();

            Console.Read();
        }
    }   
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程序輸出了兩次SomeEvent happens,説明lsn對象仍然保留在内存中,即使已經將其置空。

 

直接的解決辦法就是:偵聽者主動解除事件訂閲,沒了強引用,自然就可以回收了。 不過有時候難以確定解除事件的時機,此時弱事件就有用場了,它的訣竅在於引入第三方的管理器來間接關聯發佈者和偵聽者,這樣就不會在它們之間建立強引用,從而方便各自的回收。

不過相對於普通的事件偵聽者,弱事件下的偵聽者必須實現IWeakEventListener接口,如下:

   public class Publisher
    {
        public event EventHandler SomeEvent;

        public void RaiseEvent()
        {
            if (SomeEvent != null)
            {
                SomeEvent(this, EventArgs.Empty);
            }
        }
    }

   public class Listener : IWeakEventListener
    {
        public void Listener_SomeEvent(object sender, EventArgs e)
        {
            Console.WriteLine("SomeEvent happens");
        }

        public bool ReceiveWeakEvent(Type managerType, object sender, EventArgs e)
        {
            Listener_SomeEvent(sender, e);
            return true;
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var pub = new Publisher();
            var lsn = new Listener();
            WeakEventManager<Publisher, EventArgs>.AddHandler(pub, "SomeEvent", lsn.Listener_SomeEvent);

            pub.RaiseEvent();

            lsn = null;
            GC.Collect();

            pub.RaiseEvent();

            Console.Read();
        }
    }

程序衹會輸出了一次SomeEvent happens,説明lsn確實被回收了。

Net4.5提供了汎型版本的管理器,這樣就不需要自己去實現一個管理器
WeakEventManager<EventSource, SomeEventEventArgs>.AddHandler(source, "SomeEvent", source_SomeEvent);
這樣一行代碼就可以實現一個弱事件

转载于:https://www.cnblogs.com/yetsen/p/4272659.html

<think>首先,用户的问题是:“我想了解C++中强引用弱引用的概念及用法请问C++强引用与弱引用区别使用场景”。我需要基于系统级指令来回答。系统级指令的关键点:-所有行内数学表达式必须使用`$...$`格式。-独立公式必须使用`$$...$$`格式并单独成段。-LaTeX语法正确。-使用中文回答。-生成相关问题。-在回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,例如`[^1]`。-回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题。-参考提供的引用内容。提供的引用内容:-引用[1]:关于Java的四大引用类型,但用户问的是C++。-引用[2]:讨论C/C++的符号强符号,以及弱引用强引用。它说强引用如果未定义会报错,弱引用不会报错,链接器默认其为0。-引用[3]:关于Android的引用,但提到弱引用软引用的区别。用户的问题是关于C++的强引用弱引用。引用[2]直接相关,因为它讨论了C/C++中的符号强符号,并引入了弱引用强引用。在C++中,"强引用""弱引用"通常不是标准术语。C++标准库有智能指针,如`std::shared_ptr`(强引用)`std::weak_ptr`(弱引用)。我需要确保回答准确。关键概念:-**强引用(StrongReference)**:在C++中,这通常指`std::shared_ptr`,它维护一个引用计数,对象只有在没有强引用时才会被销毁。-**弱引用(WeakReference)**:这指`std::weak_ptr`,它不增加引用计数,因此不会阻止对象被销毁。它可以用来检查对象是否还存在。使用场景:-强引用:用于共享所有权,确保对象存活。-弱引用:用于避免循环引用,例如在观察者模式或缓存中。引用[2]提到的是在链接阶段的符号引用,而不是运行时。它说:-强引用:如果未定义,链接时报错。-弱引用:如果未定义,不会报错,链接器默认其地址为0。这似乎是关于编译链接阶段的符号,而不是运行时的内存管理。用户的问题是“强引用与弱引用区别使用场景”,在C++上下文中,通常指的是智能指针。我应该澄清这一点:-在C++中,"强引用""弱引用"可能有两层含义:1.编译/链接阶段:符号的强弱引用(如引用[2]所述)。2.运行时:智能指针的强弱引用(如`std::shared_ptr``std::weak_ptr`)。用户的问题可能指的是运行时内存管理,因为提到了“使用场景”。引用[2]讨论了符号引用,但我应该优先考虑常见的运行时含义。为了准确,我应该覆盖两个方面:1.编译/链接阶段的强弱引用(基于引用[2])。2.运行时的强弱引用(智能指针)。但用户指定了“C++强引用与弱引用”,在标准C++中,运行时的是通过智能指针实现的。结构回答:-逐步解决问题。-先介绍概念。-解释区别。-讨论使用场景。-使用中文。-添加引用标识:引用[2]是主要来源。-生成相关问题。添加引用:在回答中,当引用内容时,在段落末尾添加`[^2]`。数学表达式:用户的问题不涉及数学,但如果有,要用`$...$`。例如,如果提到计数,可以用`$count$`。回答结构:1.介绍强引用弱引用在C++中的含义。2.解释编译/链接阶段的区别(基于引用[2])。3.解释运行时的区别(智能指针)。4.比较区别。5.讨论使用场景。6.生成相关问题。生成相关问题:在最后添加“§§相关问题§§”部分。确保真实可靠:基于C++标准。</think>### C++ 中强引用与弱引用的概念及用法 在 C++ 中,“强引用”弱引用”通常涉及两个层面:**编译/链接阶段**(符号引用)**运行时内存管理**(智能指针)。我将逐步解释概念、区别使用场景,确保内容清晰可靠。 #### 1. **基本概念** - **强引用 (Strong Reference)**: - 在编译/链接阶段:强引用指向符号(如函数或变量)。如果该符号未定义,链接器会报错,导致编译失败[^2]。 - 在运行时(内存管理):这对应于 `std::shared_ptr`。强引用维护引用计数,对象只有在所有强引用释放后才会被销毁。例如: ```cpp std::shared_ptr<int> strongRef = std::make_shared<int>(42); // 强引用,增加引用计数 ``` 这里,`strongRef` 确保 `int` 对象存活,直到所有 `shared_ptr` 被释放。 - **弱引用 (Weak Reference)**: - 在编译/链接阶段:弱引用指向符号。如果符号未定义,链接器不会报错,而是默认其地址为 0(即 `nullptr`),程序可能运行时崩溃[^2]。 - 在运行时:这对应于 `std::weak_ptr`。弱引用不增加引用计数,因此不阻止对象销毁。它用于观察对象状态: ```cpp std::weak_ptr<int> weakRef = strongRef; // 弱引用,不增加引用计数 ``` 弱引用可以通过 `lock()` 方法转换为临时强引用来访问对象。 两者的核心区别在于**生命周期控制**:强引用“拥有”对象,确保其存活;弱引用“观察”对象,不参与所有权管理。 #### 2. **强引用与弱引用的区别** 下表总结关键差异: | 特性 | 强引用 (e.g., `std::shared_ptr`) | 弱引用 (e.g., `std::weak_ptr`) | |--------------|----------------------------------|--------------------------------| | **引用计数** | 增加计数,阻止对象销毁 | 不增加计数,不阻止销毁 | | **访问对象** | 直接访问(通过 `operator*` 或 `operator->`) | 需先调用 `lock()` 转换为强引用 | | **编译/链接行为** | 符号未定义时报错 | 符号未定义时默认地址为 0,不报错[^2] | | **运行时安全性** | 高(对象始终有效) | 低(对象可能被销毁,需检查) | | **内存开销** | 较高(需维护计数控制块) | 较低(仅存储指针) | 数学上,引用计数模型可表示为: - 强引用:对象销毁条件为引用计数 $ \text{count} = 0 $。 - 弱引用:不影响 $ \text{count} $,仅当对象存在时可访问。 #### 3. **使用场景** - **强引用场景**: - **共享所有权**:多个对象需共同管理同一资源时,如共享配置数据或缓存。 ```cpp std::shared_ptr<Config> config = loadConfig(); // 多个模块共享 ``` - **避免拷贝**:大型对象(如图像)通过强引用传递,减少复制开销。 - **确保资源存活**:在 GUI 框架中,确保事件处理对象在回调期间不被销毁。 - **弱引用场景**: - **打破循环引用**:在父子对象或观察者模式中,防止内存泄漏。例如: ```cpp class Parent { std::shared_ptr<Child> child; }; class Child { std::weak_ptr<Parent> parent; // 弱引用避免循环 }; ``` 如果使用强引用,`Parent` `Child` 相互持有会导致内存泄漏;弱引用允许 `Parent` 被销毁。 - **缓存实现**:临时对象(如网络请求结果)可被弱引用观察,内存不足时自动回收,不强制保留[^3]。 - **非关键依赖**:如日志系统,对象销毁不影响日志框架运行。 - **编译/链接场景**: - 强引用用于核心函数(如 `main()`),确保必须存在。 - 弱引用用于可选插件或动态加载库,符号缺失时不崩溃,但需运行时检查。 #### 4. **注意事项** - **性能**:强引用有额外计数开销(约 16-24 字节),弱引用更轻量,但频繁 `lock()` 可能影响性能。 - **安全性**:弱引用访问前必须检查: ```cpp if (auto temp = weakRef.lock()) { // 对象存在,使用 temp } else { // 对象已销毁 } ``` - **标准支持**:C++11 起引入 `std::shared_ptr` `std::weak_ptr`,需包含 `<memory>` 头文件。 通过合理选择引用类型,可优化内存使用避免常见问题如循环引用[^2][^3]。
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