Chrome學習之LazyInstance

    LazyInstance顧名思義，就是延遲創造類執行個體。

    那chrome是怎麼做到的呢？

    為了效能，或者資源，程式中無法立即用到的對象，我們無需立即創造，比如一個介面的菜單對象，當你還沒有點擊菜單之前就創造了，那他一定會影響軟體的啟動效能。

再比如資料庫物件，或者線程...等等，進可能延遲，chrome高效的原因之一，在於調用無數個LazyInstance對象。

研究過chrome的同學應該知道，chrome的管理工作的執行緒模式，他的所有線程（除了主線程），都可以消極式載入的。

    作為消極式載入模版類LazyInstance<Type, Traits>它具備哪些特點呢？

1.安全執行緒。

2.LazyInstance不像單一實例模型Singleton，他可以支援一個類型的多個執行個體。

3,為LazyInstance的類型預先分配空間，減少堆空間產生片段。

4.優美的刪除

    使用方法：

 static LazyInstance<MyClass> my_instance(base::LINKER_INITIALIZED);   void SomeMethod() {     my_instance.Get().SomeMethod();  // MyClass::SomeMethod()     MyClass* ptr = my_instance.Pointer();     ptr->DoDoDo();  // MyClass::DoDoDo  }

    從上可知：

LazyInstance<T>::Get()返回的是對象引用

LazyInstance<T>::Pointer()返回的是對象指標

    接下來我們一一說明一下上面所述的特點是怎麼做到的。

1.安全執行緒

    為了安全執行緒LazyInstance聲明了三個標記：

enum {
    STATE_EMPTY    = 0, //沒有建立執行個體
    STATE_CREATING = 1,//正在建立執行個體，這時另一個被建立的常式應該先被Hold住，第一個先建立完後返回
    STATE_CREATED  = 2//已經建立了，不需要重複創造。
  };

    消極式載入當然是第一次調用Pointer()方法時建立（對於Get()方法，當然裡面會調用Pointer方法來實現，儘可能重用代碼）.

1）.Pointer方法首先不用加鎖，快速擷取state_變數是否已經變成STATE_CREATED狀態，如果已經建立了，就直接返回，否則通過加多線程鎖進行check一下（調用NeedInstance方法），是否是正在建立狀態，如果正在被另一個線程建立，則等待他建立完然後直接返回指標。

這裡LazyInstance儘可能地避免了加鎖，只要建立完了一個執行個體後，後續的所有對狀態的判斷都不會涉及加鎖。

2）.如果需要建立則進行調用

Traits::New

    Chrome提供了預設的Trait以供通用。如果特意為某個類進行聲明new方法，則定義Trait類，並對其New裡面定義相關對象申請方法，然後在LazyInstance第二個模板裡傳進去

3）.返回指標

Type* Pointer() {    if (!Traits::kAllowedToAccessOnNonjoinableThread)      base::ThreadRestrictions::AssertSingletonAllowed();    if ((base::subtle::Acquire_Load(&state_) != STATE_CREATED) &&        NeedsInstance()) {      instance_ = Traits::New(buf_);      void (*dtor)(void*) = Traits::Delete;      CompleteInstance(this, (dtor == NULL) ? NULL : OnExit);    }    ANNOTATE_HAPPENS_AFTER(&state_);    return instance_;  }

2.LazyInstance不像單一實例模型Singleton，他可以支援一個類型的多個執行個體。

    通過上面實力可以看出，對每個消極式載入對象進行全域定義即可。

3,為LazyInstance的類型預先分配空間，減少堆空間產生片段。

     含有成員變數預先為特定類進行分配空間，如下：

int8 buf_[sizeof(Type)];

    這樣調用LazyInstance的時候我們用的都是靜態全域變數，這些都會存放在待用資料地區，而不是堆地區。對於堆、棧，靜態區的一些介紹，參考：http://www.cnblogs.com/avril/archive/2011/04/28/2031886.html

    然後通過調用Trait裡New方法，POD( what is POD：http://en.wikipedia.org/wiki/Plain_old_data_structure )類型初始化

    如下：

template <typename Type>
struct DefaultLazyInstanceTraits {
...
  static Type* New(void* instance) {
    return new (instance) Type();
  }

...

}

4.優美的刪除

    刪除當然也是調用Trait的Delete方法，當然你也可以指定自己定義的Delete方法。

    那Delete是什麼時候被調用呢？

    Chrome提供了另一個類AtExitManager來管理全域對象，當整個程式結束時，AtExitManager會調用解構函式，此時會調用註冊在AtExitManager裡的所有回呼函數。

    當建立完LazyInstance對象後，在上面的CompleteInstance方法裡註冊Delete到AtExitManager執行個體即可顯示釋放記憶體，避免泄露，如下：

void LazyInstanceHelper::CompleteInstance(void* instance, void (*dtor)(void*)) {  base::subtle::Release_Store(&state_, STATE_CREATED);  if (dtor)    base::AtExitManager::RegisterCallback(dtor, instance);}

總結：

     通過分析LazyInsance我們可以知道，Chrome是如何最佳化效能的。

      1.儘可能的減少鎖的範圍。

      2.儘可能消極式載入。

      3.儘可能減少記憶體片段。