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用 RefCounted + WeakPtr 构建线程安全的异步模块

news 来源：原创 2025/7/20 20:02:43

在 Chromium 的多线程异步编程中，合理管理对象生命周期非常关键。本文深入介绍 base::RefCountedThreadSafe 和 base::WeakPtr 的组合使用方法，并通过示例分析其使用要点及易踩的坑。

🌱 基础概念回顾

1. `RefCountedThreadSafe<T>`

是 Chromium 中线程安全的引用计数基类，用于实现对象的自动释放。
常和 scoped_refptr<T> 配合使用，确保对象在所有引用释放后自动析构。
使用方式：

class MyObject : public base::RefCountedThreadSafe<MyObject> { public: void DoSomething(); private: friend class base::RefCountedThreadSafe<MyObject>; ~MyObject(); // 析构必须是 private 或 protected };

2. `WrapRefCounted`

用于在已有裸指针（如 this）的场景下安全构造 scoped_refptr。

scoped_refptr<MyObject> ptr = base::WrapRefCounted(this);

🧪 示例代码：结合 `RefCountedThreadSafe` 与异步调用

class MyTaskRunner : public base::RefCountedThreadSafe<MyTaskRunner> { public: void PostWork() { base::ThreadPool::PostTask( FROM_HERE, base::BindOnce(&MyTaskRunner::DoWork, base::WrapRefCounted(this))); } private: friend class base::RefCountedThreadSafe<MyTaskRunner>; ~MyTaskRunner() = default; void DoWork() { LOG(INFO) << "Work done!"; } };

✅ 这里通过 WrapRefCounted(this) 绑定异步任务，确保任务执行时对象仍然存活。

⚠️ 易错用法及反例

❌ 错误示例 1：异步任务绑定裸指针，导致 use-after-free

// 错误：this 可能在异步任务执行前就被释放 base::ThreadPool::PostTask( FROM_HERE, base::BindOnce(&MyTaskRunner::DoWork, this));

❌ 错误示例 2：RefCounted 派生类析构函数为 public

class Wrong : public base::RefCountedThreadSafe<Wrong> { public: ~Wrong() {} // ⚠️ 应为 private，否则会导致外部手动 delete，破坏计数机制 };

❌ 错误示例 3：跨线程误用 `WeakPtr`

base::WeakPtr<MyObject> weak_ptr = weak_factory_.GetWeakPtr(); // 另一线程中使用 weak_ptr -> 不安全！

🔄 RefCounted 与 WeakPtr 的配合使用

当你希望：

对象生命周期由引用计数管理（如模块长时间存在）
同时避免回调访问已经销毁的对象

你可以使用 RefCounted + WeakPtr 同时配合：

class MyService : public base::RefCountedThreadSafe<MyService> { public: MyService() : weak_factory_(this) {} void StartAsyncTask() { base::ThreadTaskRunnerHandle::Get()->PostDelayedTask( FROM_HERE, base::BindOnce([](base::WeakPtr<MyService> weak_self) { if (!weak_self || weak_self.WasInvalidated()) return; weak_self->DoSomething(); }, weak_factory_.GetWeakPtr()), base::Seconds(3)); } private: friend class base::RefCountedThreadSafe<MyService>; ~MyService() = default; void DoSomething() { LOG(INFO) << "Safe async work"; } base::WeakPtrFactory<MyService> weak_factory_; };

✅ 推荐使用模式

场景	推荐方案
异步回调确保对象存活	`WrapRefCounted(this)`
回调中避免悬挂指针	`WeakPtr` + `WasInvalidated()` 检查
复杂模块管理生命周期	`RefCountedThreadSafe` + `WeakPtrFactory`

🧷 调试技巧与源码入口

常见断点位置

# RefCounted 增减引用 break base::internal::RefCountedThreadSafeBase::AddRef break base::internal::RefCountedThreadSafeBase::Release

Chromium 源码路径

base/memory/ref_counted.h
base/memory/weak_ptr.h
异步任务绑定：base/bind.h, base/task/post_task.h

📌 小结

RefCountedThreadSafe 用于自动管理对象生命周期，避免显式 delete。
WeakPtr 可防止异步访问已销毁对象，但不能延长生命周期。
WrapRefCounted(this) 是在 this 已构造完毕后引入 scoped_refptr 的安全方式。
多线程/异步任务中合理组合这两者，是写好浏览器模块的重要实践技能。