一、按引用捕获…

在C回调中当使用Lambda表达式捕获外部变量时有两种捕获方式按值捕获和按引用捕获。

一、按引用捕获和按值捕获

按引用捕获是将外部变量的引用存储在Lambda表达式的闭包中[]

表示按引用捕获所有外部变量。

这样当Lambda表达式执行时它将直接访问原始变量。

这种方式在某些情况下可能导致问题例如当回调执行时原始变量已经失效例如原始变量是栈上的局部变量而回调在该变量离开作用域后执行。

按值捕获是将外部变量的值复制到Lambda表达式的闭包中。

这样当Lambda表达式执行时它将使用这个复制的值而不是原始变量的值。

这种方式可以避免在回调执行时原始变量已经失效的问题。

1.2

原理虽然很简单但是当我们处于复杂的业务代码中时仍然不免会写出bug。

下面是笔者遇到的一个真实案例

std::string

WebProxyKeysHelper::GetAuthCode(std::string

st_or_code,

std::make_sharedstd::promisestd::string();std::futurestd::string

fut_pb

prom_ptr-get_future();ph.***n([,

prom_ptr](bool

oauth_code_;UpdateKeys(st_or_code,

tmp_key);Schedule();}prom_ptr-set_value(tmp_key);}).onError([,

prom_ptr](const

ex){prom_ptr-set_value();});}...return

current_key;}在上述代码中WebProxyKeysHelper::GetAuthCode

prom_ptr

的值。

然而这段代码存在一个潜在的问题即在回调函数中使用了按引用捕获的

st_or_code

变量可能已经离开了作用域并被销毁。

这会导致程序偶现闪退也可能导致数值异常最终表现为业务逻辑异常因为回调函数试图访问一个已经失效的栈变量。

st_or_code

变量离开了作用域回调中仍然可以安全地使用其复制的值。

下面是修正后的代码

std::string

WebProxyKeysHelper::GetAuthCode(std::string

st_or_code,

std::make_sharedstd::promisestd::string();std::futurestd::string

fut_pb

prom_ptr-get_future();ph.***n([,

st_or_code,

oauth_code_;UpdateKeys(st_or_code,

tmp_key);Schedule();}prom_ptr-set_value(tmp_key);}).onError([,

prom_ptr](const

ex){prom_ptr-set_value();});}...return

current_key;

Reference是一种特殊的引用类型它不会阻止其所引用的对象被垃圾回收。

这在处理回调和长时间运行的任务时非常有用因为它可以避免因为回调导致的潜在内存泄漏。

2.2

{std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));this-doSomething();

Undefined

};在上述代码中我们在新线程中访问了this指针。

然而如果新线程开始执行时this指针所指向的对象已经被销毁这将导致未定义的行为。

class

std::enable_shared_from_thisFoo

public:void

std::weak_ptrFoo(shared_from_this())]()

{if

};在修正的代码中我们使用了弱引用来捕获this指针。

这样即使原始对象被销毁新线程中也不会访问到无效的this指针。

2.3

base::BindLambda(base::AsWeakPtr(this),

...

将this指针转换为弱引用并将其传递给Lambda表达式。

这样在回调执行时如果this指针所指向的对象已经被销毁回调将不会执行从而避免了潜在的内存泄漏问题。

下面是执行CGI任务时的回调写法。

当CGI网络请求回来时所在的Service类可能已经被析构所以需要使用base::AsWeakPtr(this)

将this指针转换为弱引用

task-SetCallback(base::BindLambda(base::AsWeakPtr(this),

pec,

ScheduleTask(task.get());大家可能已经注意到上面的Lamda回调中我们不需要再额外判断this是否已经被析构因为base库已经替我们提前判断好再回调

/***

_WrapWeakCallback(BindLambda(functor,

params...),

base::CallbackRetType(Params...)

base::CallbackRetType(Params...)

callback,

base::Bind(_RunWeakCallbackInternalRetSupportWeakPtrType,

RetType,

_RunWeakCallbackInternalRet(const

weakptr,

base::CallbackRetType(Params...)

callback,

callback.Run(params...);}return

RetType();

函数接受一个弱引用weakptr、一个Lambda表达式functor和一些参数params。

它将创建一个回调函数该回调在执行前会检查弱引用的有效性。

如果弱引用无效则不会执行Lambda表达式。

_WrapWeakCallback

函数接受一个回调函数callback和一个弱引用weakptr。

它将创建一个新的回调函数该回调函数在调用之前会检查弱引用的有效性。

函数在弱引用有效时执行回调函数callback否则返回默认值。

这个函数实际上是在执行回调之前检查弱引用的有效性的地方。

三、总结

在C回调中我们需要根据具体情况选择合适的捕获方式按值捕获、按引用捕获或弱引用。

在处理回调和长时间运行的任务时为了避免内存泄漏和访问无效变量的问题我们通常需要使用按值捕获和弱引用。

最后我们总结一下本文

类型原理注意事项按值捕获将外部变量的值复制到Lambda表达式的闭包中使得Lambda表达式在执行时使用的是复制的值而不是原始变量的值。

如果捕获的变量在Lambda表达式执行时已经离开了作用域那么按值捕获就是安全的因为Lambda表达式中使用的是变量的副本。

按引用捕获将外部变量的引用存储在Lambda表达式的闭包中使得Lambda表达式在执行时直接访问的是原始变量。

如果捕获的变量在Lambda表达式执行时已经离开了作用域那么按引用捕获就可能导致未定义的行为。

因此使用按引用捕获时需要确保捕获的变量在Lambda表达式执行时仍然有效。

弱引用弱引用是一种特殊的引用类型它不会阻止其所引用的对象被垃圾回收。

这在处理回调和长时间运行的任务时非常有用因为它可以避免因为回调导致的潜在内存泄漏。

如果弱引用所引用的对象在回调执行时已经被销毁那么回调将不会执行从而避免了潜在的内存泄漏问题。

因此使用弱引用时需要确保在回调执行时弱引用所引用的对象仍然存在。