在C99标准中,使用GCC的内置原子操作来实现引用计数(refcount)是一种高效的方法。以下是一个如何使用 __sync_fetch_and_add
和 __sync_fetch_and_sub
实现引用计数的示例:
引用计数实现
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct {
int ref_count;
} RefCountedObject;
// 初始化引用计数对象
void refcount_init(RefCountedObject *obj) {
obj->ref_count = 1; // 初始引用计数为1
}
// 增加引用计数
void refcount_increment(RefCountedObject *obj) {
__sync_fetch_and_add(&obj->ref_count, 1);
}
// 减少引用计数
// 如果引用计数减少到0,释放对象
void refcount_decrement(RefCountedObject *obj) {
if (__sync_fetch_and_sub(&obj->ref_count, 1) == 1) {
// 引用计数减少到0,释放对象
free(obj);
printf("Object freed.\n");
}
}
int main() {
RefCountedObject *obj = malloc(sizeof(RefCountedObject));
if (obj == NULL) {
perror("malloc failed");
return EXIT_FAILURE;
}
refcount_init(obj);
// 增加引用计数
refcount_increment(obj);
refcount_increment(obj);
// 减少引用计数
refcount_decrement(obj);
refcount_decrement(obj); // 这时引用计数将减少到0并释放对象
return EXIT_SUCCESS;
}
代码解释
- 结构体定义:
RefCountedObject
结构体包含一个ref_count
成员,用于跟踪引用计数。
- 初始化引用计数:
refcount_init
函数将ref_count
初始化为1,表示对象被创建时有一个引用。
- 增加引用计数:
refcount_increment
函数使用__sync_fetch_and_add
原子操作将ref_count
增加1。
- 减少引用计数:
refcount_decrement
函数使用__sync_fetch_and_sub
原子操作将ref_count
减少1。如果减少后ref_count
的值为0,则释放对象。
- 主函数:
- 在
main
函数中创建对象,增加引用计数,最后减少引用计数,直到对象被释放。
这种方法利用了GCC提供的原子操作来确保线程安全的引用计数操作。在多线程环境下,这种原子操作可以避免竞争条件,从而提高程序的可靠性。