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引用计数我不怕之智能指针

转载自：http://www.alisdn.com/wordpress/?p=415
作者：陈海



前言

使用引记数，就算是再历害的高手也难免会出错。而一但出错了，之后再去查问题可就相当的困难了。正如我曾经看到，有一段代码是这样的：

m_spView->Release();
m_spView->Release();
m_spView->Release();

 

看到这段代码，就知道引用计数出问题了。他想通过这种方式，把多出来的计数Release掉。但这么做能解决问题吗？答案是不能，这样的代码还可能造成严重的稳定性问题。解决引用计数问题，除了要了解引用计数规则外，我们还提昌要用智能指针。智能能帮助我们很好的处理引用计数问题。

 

智能指针的差异

在用VC开发应用程序时，有两个引用计数类可供我们使用。_com_ptr_t与CComPtr，它们都能很好的帮助我们解决引用计数处理。但这两个类还是有一点小小的区别，有的时候这一点区别也是致命的，因此我们必须清楚它们的差别。下面我罗列了它们之间的差别：

  1. CComPtr的&运算符不会释放原指针，而_com_ptr_t会释放原指针。
  2. CComPtr对AddRef与Release做了限制，也就是不充许调用这两个方法，而_com_ptr_t并没有限制。
  3. CComPtr只能接受模版参数指定的指针，_com_ptr_t可以接受任何接口指针，并自动调用QueryInterface得到模板参数指定的指针类型。

这些区别，导致了有些代码不能同时应用于两个智能指针。

 

&运算符差异带来的风险

HRESULT hr GetView(int i, /*out*/IView** ppView)
{
    *ppView = m_Views[i];
    (*ppView)->AddRef();


return S_OK;
}…
}


CComPtr<IView> spView;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    GetView(i, &spView);
spView->

以上代码会导致引用计数出错，前面的9个View的引用计数并没有Release。CComPtr<IView>的&运算符，会返回IView**也就是CComPtr内部成员的地址，但它不释放原来的指针。而GetView又会修改指针，直接把原来的指针抛弃了。

这个代码可以这样改：

for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    CComPtr<IView> spView;
    GetView(i, &spView);
    spView->…
}

把指针作为循环的局部变量，这样每次循环退出前spView都会被析构，最终调用Release。当然还能这样改：

COM_SMARTPTR_TYPEDEF(IView, __uuidof(IView));
IView Ptr spView;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    GetView(i, &spView);
    spView->…
}

_com_ptr_t的&运算符会帮助我们把原来的指针Release掉，所以我们就不必担心引用计数没有释放。

 

禁用AddRef与Release

然我们使用的智能指针，就不要再去调AddRef或Release了。如果再去手工调用它们，就失去了智能指针的好处。CComPtr有一个非常巧妙的方法，禁止调用这两个方法。它声明了一个类_NoAddRefReleaseOnCComPtr，它的定义如下：

template <class T>
class _NoAddRefReleaseOnCComPtr : public T
{
    private:
        STDMETHOD_(ULONG, AddRef)()=0;
        STDMETHOD_(ULONG, Release)()=0;
};

我们看到，里面就定义了两个私有函数。AddRef与Release，它们重写了IUnknown的这两个方法，并且继承自模板T。再来看段代码：

 

_NoAddRefReleaseOnCComPtr<T>* operator->() const
throw()
{
    ATLASSERT(p!=NULL);
    return (_NoAddRefReleaseOnCComPtr<T>*)p;
}

我们看到的是CComPtr的”->”运算符，它将内部的指针强制转换成_NoAddRefReleaseOnCComPtr<T>*。其中T是CComPtr的模板参数，也就是接口指针类型。可以看出_NoAddRefReleaseOnCComPtr<T>继承自接口类型，因此通过_NoAddRefReleaseOnCComPtr<T>*可以调用T的所有函数。前面我们看到NoAddRefReleaseOnCComPtr的两个私用函数，AddRef与Release，如果有谁想调用就会报编译错误。

 

自动QueryInterface

_com_ptr_t有多个=运算符版本，代码如下：

template<typename _IIID> class _com_ptr_t
{
public:
typedef _IIID ThisIIID;
typedef
typename _IIID::Interface Interface;

// Queries for interface.

template<typename _InterfaceType> _com_ptr_t& operator=(_InterfaceType* p)
{
HRESULT hr = _QueryInterface(p);

if (FAILED(hr) && (hr != E_NOINTERFACE)) {
_com_issue_error(hr);
}

return *this;
}

// Saves the interface.

template<> _com_ptr_t& operator=(Interface* pInterface) throw()
{
if (m_pInterface != pInterface) {
Interface* pOldInterface = m_pInterface;
m_pInterface = pInterface;
_AddRef();

if (pOldInterface != NULL) {
pOldInterface->Release();
}
}
return *this;
}

其中
template<typename _InterfaceType> _com_ptr_t& operator=(_InterfaceType* p)是一个模板函数，接受任意类型的指针，函数内部会调用传入参数”p”的QueryInterface。

template<> _com_ptr_t& operator=(Interface* pInterface) throw()是模板函数的一个偏特化版本，接受_com_ptr_t模板参数中指定的指针类型。当传入的接口指针类型，与类模板指定的类型一样时这个函数会被调用。它不需要做QueryInterface的调用，只是简单的AddRef；

综上所述，两个智能指针在同一份代码里混用，很可能导致不良后果。所以我认为，最好不要在同一份代码里混用。而这两个指针，我很喜欢_com_ptr_t，它在许多方面明显优于CComPtr。


Attach与Detach

使用了智能指针，也并不是高枕无忧了。它还是给我们带来了一些新的问题。

有一些第三方类库设计的不合理，它在函数的返回值里返回接口指针。如下代码就导会导致引用计数泄漏：

 

IView* GetView(int nIndex)
{
    IView* pView = m_Views[nIndex];

    pView->AddRef();

    return pView;
}

IViewPtr spView = GetView(0);

以上代码，注意调用GetView的地方。IViewPtr是智能指针，它的=运算符是会再调用AddRef而GetView里已经调了一次AddRef了，这里多了一次AddRef。别问我GetView中为什么要AddRef，这是引用计数规则，不清楚请看《引用计数我不怕之引用计数规则》。

解决这个问题的方法就是用Attach函数

IViewPtr spView;

spView.
Attach(GetView(0));

也许是有人写了Attach，而其它人不明白Attach的意思，结果写出了这样的代码。

void SetView(IView* pView)
{
    m_spView.Attach(pView);
}

根据引用计数规则，将指针保存为副本，必须AddRef。但是这个例子里没有这么干，结果m_spView变成了野指针。

前面我们看到的GetView很简单，但是下面我们要做一别的事情，于是要用智能指针。

HRESULT hr GetView(int nIndex, IView** ppView)
{
    IViewPtr spView = m_Views[nIndex];

    if (spView->IsVisable() != S_OK)
        return E_FAILD;

    *ppView = spView;

    return S_OK;
}

表面看来没什么问题，但在函数返回后，智能指针又会调用一次Release。要解决这个问题，可以调用Detach。

HRESULT hr GetView(int nIndex, IView** ppView)
{
    IViewPtr spView = m_Views[nIndex];

    if (spView->IsVisable() != S_OK)
        return E_FAILD; 

    *ppView = spView.
Detach();

    return S_OK;
}

Detach还是会被乱用，看到这样的代码还真是哭笑不得。

 

HRESULT hr ChangeView(int nIndex)
{
    IViewPtr spView = m_Views[nIndex].Detach();

    spView->Change();

    return S_OK;
}

这段代码能导致两个问题

  1. 引用计数泄漏
  2. m_Views中的指针变成空了

泄漏是由于Detach返回IView*，并不会Release，而spView又会再调用一次AddRef。智能指针的Detach是会把自己设成空的，否则还叫什么Detach。

使用智能指针，是解决引用计数问题最好的办法。不要因为用智能指针，会引入新的问题，而放弃使用它。只要花心思搞清楚智能指针的不同点，使用时注意一些细节问题，使用起来应该会变的非常轻松。


posted on 2011-01-18 16:14 杨粼波 阅读(1507) 评论(0)  编辑 收藏 引用


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