作者：刘昊昱
博客：http://blog.csdn.net/liuhaoyutz
Android版本：4.4.2
在C++语言中，指针操作是最容易问题的地方，常见的指针操作错误有以下几种：
1、 定义一个指针，但没有对其进行初始化。这种情况下，指针会指向一个随机地址，此时使用该指针，将出现不可预知的错误。一般定义一个指针时，应该同时对该指针进行初始化。
2、 new了一个对象后，忘记delete该对象。这种情况会造成内存泄漏，时间久了，重复多次，可能造成系统宕机。
3、 野指针。例如，我们new了一个对象A，并用指针p1指向A，使用结束后，我们delete了对象A，此时，p1还是指向A原来的地址，但是A被delete后，该地址是非法地址。这样的p1就是野指针。再举一个例子，p1和p2两个指针都指向A，我们通过p1指针delete了A之后，将p1设置为NULL，但p2仍然指向A原来地址，此时，p2就是野指针。
为了避免上述C++指针使用错误，Android为我们提供了智能指针，定义在frameworks/rs/cpp/util目录下的RefBase.h和StrongPointer.h文件中。
Android智能指针是一个模板类，又分为强指针sp和弱指针wp。强指针sp定义如下：
62template<typename T>
63class sp
64{
65public:
66 inline sp() : m_ptr(0) { }
67
68 sp(T* other);
69 sp(const sp<T>& other);
70 template<typename U> sp(U* other);
71 template<typename U> sp(constsp<U>& other);
72
73 ~sp();
74
75 // Assignment
76
77 sp& operator = (T* other);
78 sp& operator = (const sp<T>&other);
79
80 template<typename U> sp& operator= (const sp<U>& other);
81 template<typename U> sp& operator= (U* other);
82
83 //! Special optimization for use byProcessState (and nobody else).
84 void force_set(T* other);
85
86 // Reset
87
88 void clear();
89
90 // Accessors
91
92 inline T& operator* ()const { return *m_ptr; }
93 inline T* operator-> () const {return m_ptr; }
94 inline T* get() const { return m_ptr; }
95
96 // Operators
97
98 COMPARE(==)
99 COMPARE(!=)
100 COMPARE(>)
101 COMPARE(<)
102 COMPARE(<=)
103 COMPARE(>=)
104
105private:
106 template<typename Y>friend class sp;
107 template<typename Y>friend class wp;
108 void set_pointer(T* ptr);
109 T* m_ptr;
110};
66-71行，定义了5种sp构造函数。
73行，定义了sp的析构函数。
77-81行，定义了4种“=”运算符的重载函数。
92-103行，对其它8种运算符进行重载。每个COMPARE宏对应该运算符的6个重载函数。
109行，定义T类型指针变量m_ptr。这个指针变量m_prt即是sp类的核心。
我们可以这样理解sp类：
1、sp类的对象实例用来替代我们原来所用的指针。
2、sp类是对指针的封装。sp.m_prt即我们原来所用的指针。
3、通过使用sp类的对象代替指针，可以避免出现原来使用指针时常见的错误。
为什么说使用sp类的对象代替指针，就可以避免原来使用指针时常见的错误呢？
首先来看使用指针的第一种常见错误，即定义指针时没有进行初始化。
使用sp类对象代替指针后，创建sp类对象时会调用到sp类构造函数，在构造函数中，会对sp.m_ptr进行初始化，例如：
66 inline sp() : m_ptr(0) { }
默认构造函数将sp.m_ptr初始化为0。
再比如：
120template<typename T>
121sp<T>::sp(T* other)
122: m_ptr(other)
123 {
124 if (other)other->incStrong(this);
125 }
该构造函数将sp.m_ptr初始化为通过参数传递进来的other。
除了构造函数，对sp对象进行初始化还可能通过赋值运算符，例如：
sp<Object> = new Object
这种情况下，就用到了sp的“=”重载运算符：
162template<typename T>
163sp<T>& sp<T>::operator = (T* other)
164{
165 if (other) other->incStrong(this);
166 if (m_ptr)m_ptr->decStrong(this);
167 m_ptr = other;
168 return *this;
169}
可以看到，在“=”重载运算符中，167行，将参数传递进来的other赋值给sp.m_ptr。
这样通过在构造函数和重载赋值运算符中完成对sp.m_ptr的初始化，即避免了使用指针的第一种常见错误（定义指针时忘记初始化）。
使用指针的第二种常见错误（new一个对象后忘记delete）和第三种常见错误（野指针）可以通过给被指针指向的对象加一个引用计数器来解决。我们可以想象一下，如果被指针指向的对象有一个引用计数器，即当有一个指针指向该对象时，该对象引用计数器为1，有两个指针指向该对象时，该对象引用计数器为2，依次类推。反之，当一个指针不再指向该对象时，该对象引用计数器的值减1，当对象引用计数器的值为0时，该对象需要被delete。
怎样给对象设置一个引用计数器呢？Android智能指针的做法是让该对象对应的类继承LightRefBase模板类，该类定义在frameworks/rs/cpp/util/RefBase.h文件中：
163template <class T>
164class LightRefBase
165{
166public:
167 inline LightRefBase() :mCount(0) { }
168 inline voidincStrong(__attribute__((unused)) const void* id) const {
169 __sync_fetch_and_add(&mCount, 1);
170 }
171 inline voiddecStrong(__attribute__((unused)) const void* id) const {
172 if(__sync_fetch_and_sub(&mCount, 1) == 1) {
173 deletestatic_cast<const T*>(this);
174 }
175 }
176 //! DEBUGGING ONLY: Getcurrent strong ref count.
177 inline int32_tgetStrongCount() const {
178 return mCount;
179 }
180
181 typedefLightRefBase<T> basetype;
182
183protected:
184 inline ~LightRefBase() { }
185
186private:
187 friend classReferenceMover;
188 inline static void moveReferences(void*,void const*, size_t,
189 constReferenceConverterBase&) { }
190
191private:
192 mutable volatile int32_tmCount;
193};
192行，定义了一个整数mCount，这就是所谓的引用计数器。
167行，LightRefBase的构造函数将引用计数器mCount初始化为0。
168-170行，定义了incStrong函数，用于将引用计数器mCount的值加1。
171-175行，定义了decStrong函数，用于将引用计数器mCount的值减1，需要注意的是，如果减1之前，mCount的值为1，说明对本对象最后的引用也解除了，则会delete本对象，这样就避免了我们所说的new一个对象，忘记delete。
知道了LightRefBase的定义，我们再回过头来看sp类，就能理解智能指针是怎样工作的了。
sp的构造函数如下：
120template<typename T>
121sp<T>::sp(T* other)
122: m_ptr(other)
123 {
124 if (other)other->incStrong(this);
125 }
sp的重载赋值运算符如下：
162template<typename T>
163sp<T>& sp<T>::operator = (T* other)
164{
165 if (other)other->incStrong(this);
166 if (m_ptr)m_ptr->decStrong(this);
167 m_ptr = other;
168 return *this;
169}
类T继承LightRefBase，可以看到，通过构造函数或赋值运算让sp对象指向T对象，除了将other赋值给sp.m_ptr外，因为这两种情况都属于增加一个对象引用计数，所以还会调用other->incStrong(this)。特别需要注意的是，在赋值运算中，如果m_ptr之前指向其它值，则需要先调用m_ptr->decStrong(this)，即对应对象引用计数减1，然后再将other赋值给sp.mptr。
sp的析构函数如下：
147template<typename T>
148sp<T>::~sp()
149{
150 if (m_ptr)m_ptr->decStrong(this);
151}
可见，当智能指针sp析构时，会调用m_ptr->decStrong(this)让对应对象的引用计数器减1。
Android架构分析之Android智能指针（一）