Android智能指针(六)：RefBase的debug

前言

好的，那前面的例子我们分析完了，我们发现一个问题，就是在函数体内进行sp的初始化，也会对对象的整个引用计数进行操作，那么在函数的调用关系中，其实很容易就迷失在各种加加减减的引用指针计数中。那么我们应该怎么样去进行debug呢。还好，我们遇到的问题，写这个RefBase公共类的人也同样遇到了。所以他们定义了对应的debug信息。那么我们来看一下怎么样来进行调试吧。

DEBUG开关：

// Compile with refcounting debugging enabled.
#define DEBUG_REFS 0

// The following three are ignored unless DEBUG_REFS is set.

// whether ref-tracking is enabled by default, if not, trackMe(true, false)
// needs to be called explicitly
#define DEBUG_REFS_ENABLED_BY_DEFAULT 0

// whether callstack are collected (significantly slows things down)
#define DEBUG_REFS_CALLSTACK_ENABLED 1

// folder where stack traces are saved when DEBUG_REFS is enabled
// this folder needs to exist and be writable
#define DEBUG_REFS_CALLSTACK_PATH "/data/debug"

// log all reference counting operations
#define PRINT_REFS 0

// Continue after logging a stack trace if ~RefBase discovers that reference
// count has never been incremented. Normally we conspicuously crash in that
// case.
#define DEBUG_REFBASE_DESTRUCTION 1

备注里也写的很关键，就是第一个DEBUG_REFS打开后，后面的这些debug开关才会有作用。那这个是为什么我们后面再看，先说一下这几个的含义。
1.DEBUG_REFS_ENABLED_BY_DEFAULT 如果打开就会每次都track每一个对象
2.DEBUG_REFS_CALLSTACK_ENABLED 这个从名字就可以看出，是用来跟踪调用栈的
3.PRINT_REFS 打印log

为什么需要打开DEBUG_REFS

还记得我们之前说的那个空实现吗？其实就是用这个变量来进行定义的。

class RefBase::weakref_impl : public RefBase::weakref_type
{
public:
    std::atomic<int32_t>    mStrong;
    std::atomic<int32_t>    mWeak;
    RefBase* const          mBase;
    std::atomic<int32_t>    mFlags;

#if !DEBUG_REFS

    explicit weakref_impl(RefBase* base)
        : mStrong(INITIAL_STRONG_VALUE)
        , mWeak(0)
        , mBase(base)
        , mFlags(0)
    {
    }

    void addStrongRef(const void* /*id*/) { }
    void removeStrongRef(const void* /*id*/) { }
    void renameStrongRefId(const void* /*old_id*/, const void* /*new_id*/) { }
    void addWeakRef(const void* /*id*/) { }
    void removeWeakRef(const void* /*id*/) { }
    void renameWeakRefId(const void* /*old_id*/, const void* /*new_id*/) { }
    void printRefs() const { }
    void trackMe(bool, bool) { }

#else

    weakref_impl(RefBase* base)
        : mStrong(INITIAL_STRONG_VALUE)
        , mWeak(0)
        , mBase(base)
        , mFlags(0)
        , mStrongRefs(NULL)
        , mWeakRefs(NULL)
        , mTrackEnabled(!!DEBUG_REFS_ENABLED_BY_DEFAULT)
        , mRetain(false)
    {
    }

    ~weakref_impl()
    {
        bool dumpStack = false;
        if (!mRetain && mStrongRefs != NULL) {
            dumpStack = true;
            ALOGE("Strong references remain:");
            ref_entry* refs = mStrongRefs;
            while (refs) {
                char inc = refs->ref >= 0 ? '+' : '-';
                ALOGD("\t%c ID %p (ref %d):", inc, refs->id, refs->ref);
#if DEBUG_REFS_CALLSTACK_ENABLED
                CallStack::logStack(LOG_TAG, refs->stack.get());
#endif
                refs = refs->next;
            }
        }

        if (!mRetain && mWeakRefs != NULL) {
            dumpStack = true;
            ALOGE("Weak references remain!");
            ref_entry* refs = mWeakRefs;
            while (refs) {
                char inc = refs->ref >= 0 ? '+' : '-';
                ALOGD("\t%c ID %p (ref %d):", inc, refs->id, refs->ref);
#if DEBUG_REFS_CALLSTACK_ENABLED
                CallStack::logStack(LOG_TAG, refs->stack.get());
#endif
                refs = refs->next;
            }
        }
        if (dumpStack) {
            ALOGE("above errors at:");
            CallStack::logStack(LOG_TAG);
        }
    }

    void addStrongRef(const void* id) {
        //ALOGD_IF(mTrackEnabled,
        //        "addStrongRef: RefBase=%p, id=%p", mBase, id);
        addRef(&mStrongRefs, id, mStrong.load(std::memory_order_relaxed));
    }

看这个地方，因为debug定义的不同而导致参与编译的函数不同，而在非debug版本中，所有的实现都是空函数。而在debug版本中，会将每一次的增加和减少操作都进行记录。比如我们在incStrong的时候。

void RefBase::incStrong(const void* id) const
{
    weakref_impl* const refs = mRefs;
    refs->incWeak(id);

    refs->addStrongRef(id); // 这个地方的空调用。
    const int32_t c = refs->mStrong.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
    ALOG_ASSERT(c > 0, "incStrong() called on %p after last strong ref", refs);
#if PRINT_REFS
    ALOGD("incStrong of %p from %p: cnt=%d\n", this, id, c);
#endif
    if (c != INITIAL_STRONG_VALUE)  {
        return;
    }

    int32_t old __unused = refs->mStrong.fetch_sub(INITIAL_STRONG_VALUE, std::memory_order_relaxed);
    // A decStrong() must still happen after us.
    ALOG_ASSERT(old > INITIAL_STRONG_VALUE, "0x%x too small", old);
    refs->mBase->onFirstRef();
}

而在debug的版本上，这个地方就不是空的调用了。

    void addStrongRef(const void* id) {
        //ALOGD_IF(mTrackEnabled,
        //        "addStrongRef: RefBase=%p, id=%p", mBase, id);
        addRef(&mStrongRefs, id, mStrong.load(std::memory_order_relaxed));
    }
void addRef(ref_entry** refs, const void* id, int32_t mRef)
    {
        if (mTrackEnabled) {
            AutoMutex _l(mMutex);

            ref_entry* ref = new ref_entry;
            // Reference count at the time of the snapshot, but before the
            // update.  Positive value means we increment, negative--we
            // decrement the reference count.
            ref->ref = mRef;
            ref->id = id;
#if DEBUG_REFS_CALLSTACK_ENABLED
            ref->stack = CallStack::getCurrent(2);
#endif
            ref->next = *refs;
            *refs = ref;
        }
    }

可以看到，就是在进行加减的时候对对应的对象进行了记录操作，而记录就放在对应的ref_entry中。那么，我们只需要将对应的记录打印出来即可。

trackme

    void trackMe(bool track, bool retain)
    {
        mTrackEnabled = track;
        mRetain = retain;
    }

在trackme中配置对应的跟踪标记位置，然后就可以在对应的标记位置打印信息或者是抓取到堆栈。查看一个示例

    void renameRefsId(ref_entry* r, const void* old_id, const void* new_id)
    {
        if (mTrackEnabled) {
            AutoMutex _l(mMutex);
            ref_entry* ref = r;
            while (ref != NULL) {
                if (ref->id == old_id) {
                    ref->id = new_id;
                }
                ref = ref->next;
            }
        }
    }

可以了解到，在renamerefs中，如果进行了track当前对象，那么就会对当前的ref_entry也就是log的日志进行操作。

printrefs

而在track了之后，我们怎么才能够把对应的信息打印出来呢，refbase提供了printrefs的方法，来将对应的log信息保存到对应目录

    void printRefs() const
    {
        String8 text;

        {
            Mutex::Autolock _l(mMutex);
            char buf[128];
            snprintf(buf, sizeof(buf),
                     "Strong references on RefBase %p (weakref_type %p):\n",
                     mBase, this);
            text.append(buf);
            printRefsLocked(&text, mStrongRefs); // 将强引用进行收集
            snprintf(buf, sizeof(buf),
                     "Weak references on RefBase %p (weakref_type %p):\n",
                     mBase, this);
            text.append(buf);
            printRefsLocked(&text, mWeakRefs);// 将弱引用进行收集
        }

        {
            char name[100];
            snprintf(name, sizeof(name), DEBUG_REFS_CALLSTACK_PATH "/%p.stack",
                     this);
            int rc = open(name, O_RDWR | O_CREAT | O_APPEND, 644);
            if (rc >= 0) {
                (void)write(rc, text.string(), text.length()); // 保存到/data/debug/文件夹中
                close(rc);
                ALOGD("STACK TRACE for %p saved in %s", this, name);
            }
            else ALOGE("FAILED TO PRINT STACK TRACE for %p in %s: %s", this,
                      name, strerror(errno));
        }
    }
    void printRefsLocked(String8* out, const ref_entry* refs) const
    {
        char buf[128];
        while (refs) {
            char inc = refs->ref >= 0 ? '+' : '-';
            snprintf(buf, sizeof(buf), "\t%c ID %p (ref %d):\n",
                     inc, refs->id, refs->ref);
            out->append(buf);
#if DEBUG_REFS_CALLSTACK_ENABLED
            out->append(CallStack::stackToString("\t\t", refs->stack.get()));
#else
            out->append("\t\t(call stacks disabled)");
#endif
            refs = refs->next;
        }
    }

可以看到，printrefs是将该对象的强引用和弱引用都进行了打印，同时会将log信息保存到/data/debug/目录下，这样就可以获取到关注对象的具体调用信息了。

总结：

调试RefBase的一般步骤
1.编译debug版本的libutils
2.在需要关注的对象前加上trackme
3.在需要堆栈信息的地方加上printrefs
4.在data/debug/目录下获取到对应的log

>
--> return <--