怎么解决引用计数 GC 的循环引用问题?

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引用计数方式 GC 存在循环引用问题,导致无法辨别无用对象,而 GC ROOT 方式不存在循环引用的问题

引用计数和 GC ROOT 的实现机理很易理解,面试时大家都能流利应答,那怎么才能脱颖而出呢?思考一个问题:不通过 GC ROOT,仍使用引用计数方式,怎么解决它的循环引用问题?

解答此问题前,通过目标驱动法来想象一下,若 Get 了此知识点,可以这样应用到面试中:

面试官: 说一下垃圾回收机制吧

我: ...可以通过强、弱引用计数结合方式解决引用计数的循环引用问题,实际上 Android 的智能指针就是这样实现的...

智能指针

智能指针在整个 Android 工程中使用很广泛,在 binder 相关源码可以看到 sp、wp 类型的引用:

 sp<IBinder> result = new BpBinder(handle);

 wp<IBinder> result = new BpBinder(handle);

sp 即 strong pointer 强指针引用;wp 是 weak pointer 弱指针引用。

在 Java 中我们不用关心对象的销毁及内存释放,GC 机制会自动辨别回收无用对象,而 智能指针 就是 native 层一个小型的 GC 实现。

智能指针以引用计数的方式来标识无用对象,使用智能指针的对象需继承自 RefBase,RefBase 中维护了此对象的强引用数量和弱引用数量。

强指针 sp 重载了 "=" 运算符,在引用其他对象时将强引用计数 +1,在 sp 析构函数中将强引用计数 -1,当强引用计数减至 0 时销毁引用的对象,这样就实现了对象的自动释放。

弱指针引用其他对象时将弱引用计数 +1,在 wp 析构函数中将弱引用计数 -1,当强引用计数为 0 时,不论弱引用计数是否为 0 都销毁引用的对象。

如何解决循环引用问题

只靠强引用计数方式,会存在循环引用的问题,导致对象永远无法被释放,弱引用就是专门用来解决循环引用问题的:

若 A 强引用了 B,那 B 引用 A 时就需使用弱引用,当判断是否为无用对象时仅考虑强引用计数是否为 0,不关心弱引用计数的数量

这样就解决了循环引用导致对象无法释放的问题,但这会引发野指针问题:当 B 要通过弱指针访问 A 时,A 可能已经被销毁了,那指向 A 的这个弱指针就变成野指针了。在这种情况下,就表示 A 确实已经不存在了,需要进行重新创建等其他操作

智能指针自定义规则

智能指针并不是固定的 "当强引用计数为 0 时,不论弱引用计数是否为 0 都销毁引用的对象" ,而是可以自定义规则。RefBase 提供了 extendObjectLifetime() 方法,可以用来设置引用计数器的规则,不同规则对删除目标对象的时机判断也是不一样的,包括以下三种规则:

OBJECT_LIFETIME_STRONG:只有在这个对象内存空间中的强计数器值为 0 的时候才会销毁对象

OBJECT_LIFETIME_WEAK:只有在这个对象内存空间中的强计数器和弱计数器的值都为 0 的时候才会销毁对象

OBJECT_LIFETIME_MASK:不管这两个计数器是不是都为 0,都不销毁对象,即与一般指针无异,还是要自己手动去释放对象