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引用計數我不怕之智能指針

轉載自：http://www.alisdn.com/wordpress/?p=415
作者：陳海

前言

使用引記數，就算是再歷害的高手也難免會出錯。而一但出錯了，之后再去查問題可就相當的困難了。正如我曾經看到，有一段代碼是這樣的：

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

看到這段代碼，就知道引用計數出問題了。他想通過這種方式，把多出來的計數Release掉。但這么做能解決問題嗎？答案是不能，這樣的代碼還可能造成嚴重的穩定性問題。解決引用計數問題，除了要了解引用計數規則外，我們還提昌要用智能指針。智能能幫助我們很好的處理引用計數問題。

智能指針的差異

在用VC開發應用程序時，有兩個引用計數類可供我們使用。_com_ptr_t與CComPtr，它們都能很好的幫助我們解決引用計數處理。但這兩個類還是有一點小小的區別，有的時候這一點區別也是致命的，因此我們必須清楚它們的差別。下面我羅列了它們之間的差別：

CComPtr的&運算符不會釋放原指針，而_com_ptr_t會釋放原指針。
CComPtr對AddRef與Release做了限制，也就是不充許調用這兩個方法，而_com_ptr_t并沒有限制。
CComPtr只能接受模版參數指定的指針，_com_ptr_t可以接受任何接口指針，并自動調用QueryInterface得到模板參數指定的指針類型。

這些區別，導致了有些代碼不能同時應用于兩個智能指針。

&運算符差異帶來的風險

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->

以上代碼會導致引用計數出錯，前面的9個View的引用計數并沒有Release。CComPtr<IView>的&運算符，會返回IView**也就是CComPtr內部成員的地址，但它不釋放原來的指針。而GetView又會修改指針，直接把原來的指針拋棄了。

這個代碼可以這樣改：

for (int i = 0; i < 10; i++)

{

CComPtr<IView> spView;

GetView(i, &spView);

spView->…

}

把指針作為循環的局部變量，這樣每次循環退出前spView都會被析構，最終調用Release。當然還能這樣改：

COM_SMARTPTR_TYPEDEF(IView, __uuidof(IView));

IView Ptr spView;

for (int i = 0; i < 10; i++)

{

GetView(i, &spView);

spView->…

}

_com_ptr_t的&運算符會幫助我們把原來的指針Release掉，所以我們就不必擔心引用計數沒有釋放。

禁用AddRef與Release

然我們使用的智能指針，就不要再去調AddRef或Release了。如果再去手工調用它們，就失去了智能指針的好處。CComPtr有一個非常巧妙的方法，禁止調用這兩個方法。它聲明了一個類_NoAddRefReleaseOnCComPtr，它的定義如下：

template <class T>

class _NoAddRefReleaseOnCComPtr : public T

{

private:

STDMETHOD_(ULONG, AddRef)()=0;

STDMETHOD_(ULONG, Release)()=0;

};

我們看到，里面就定義了兩個私有函數。AddRef與Release，它們重寫了IUnknown的這兩個方法，并且繼承自模板T。再來看段代碼：

_NoAddRefReleaseOnCComPtr<T>* operator->() const

throw()

{

ATLASSERT(p!=NULL);

return (_NoAddRefReleaseOnCComPtr<T>*)p;

}

我們看到的是CComPtr的”->”運算符，它將內部的指針強制轉換成_NoAddRefReleaseOnCComPtr<T>*。其中T是CComPtr的模板參數，也就是接口指針類型。可以看出_NoAddRefReleaseOnCComPtr<T>繼承自接口類型，因此通過_NoAddRefReleaseOnCComPtr<T>*可以調用T的所有函數。前面我們看到NoAddRefReleaseOnCComPtr的兩個私用函數，AddRef與Release，如果有誰想調用就會報編譯錯誤。

自動QueryInterface

_com_ptr_t有多個=運算符版本，代碼如下：

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)是一個模板函數，接受任意類型的指針，函數內部會調用傳入參數”p”的QueryInterface。

template<> _com_ptr_t& operator=(Interface* pInterface) throw()是模板函數的一個偏特化版本，接受_com_ptr_t模板參數中指定的指針類型。當傳入的接口指針類型，與類模板指定的類型一樣時這個函數會被調用。它不需要做QueryInterface的調用，只是簡單的AddRef；

綜上所述，兩個智能指針在同一份代碼里混用，很可能導致不良后果。所以我認為，最好不要在同一份代碼里混用。而這兩個指針，我很喜歡_com_ptr_t，它在許多方面明顯優于CComPtr。

Attach與Detach

使用了智能指針，也并不是高枕無憂了。它還是給我們帶來了一些新的問題。

有一些第三方類庫設計的不合理，它在函數的返回值里返回接口指針。如下代碼就導會導致引用計數泄漏：

IView* GetView(int nIndex)

{

IView* pView = m_Views[nIndex];

pView->AddRef();

return pView;

}

IViewPtr spView = GetView(0);

以上代碼，注意調用GetView的地方。IViewPtr是智能指針，它的=運算符是會再調用AddRef而GetView里已經調了一次AddRef了，這里多了一次AddRef。別問我GetView中為什么要AddRef，這是引用計數規則，不清楚請看《引用計數我不怕之引用計數規則》。

解決這個問題的方法就是用Attach函數

IViewPtr spView;

spView.

Attach(GetView(0));

也許是有人寫了Attach，而其它人不明白Attach的意思，結果寫出了這樣的代碼。

void SetView(IView* pView)

{

m_spView.Attach(pView);

}

根據引用計數規則，將指針保存為副本，必須AddRef。但是這個例子里沒有這么干，結果m_spView變成了野指針。

前面我們看到的GetView很簡單，但是下面我們要做一別的事情，于是要用智能指針。

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;

}

表面看來沒什么問題，但在函數返回后，智能指針又會調用一次Release。要解決這個問題，可以調用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還是會被亂用，看到這樣的代碼還真是哭笑不得。

HRESULT hr ChangeView(int nIndex)

{

IViewPtr spView = m_Views[nIndex].Detach();

spView->Change();

return S_OK;

}

這段代碼能導致兩個問題

引用計數泄漏
m_Views中的指針變成空了

泄漏是由于Detach返回IView*，并不會Release，而spView又會再調用一次AddRef。智能指針的Detach是會把自己設成空的，否則還叫什么Detach。

使用智能指針，是解決引用計數問題最好的辦法。不要因為用智能指針，會引入新的問題，而放棄使用它。只要花心思搞清楚智能指針的不同點，使用時注意一些細節問題，使用起來應該會變的非常輕松。

posted on 2011-01-18 16:14 楊粼波閱讀(1518) 評論(0) 編輯收藏引用

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