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[platform/framework/web/crosswalk.git] / src / base / memory / weak_ptr.h
1 // Copyright (c) 2012 The Chromium Authors. All rights reserved.
2 // Use of this source code is governed by a BSD-style license that can be
3 // found in the LICENSE file.
4
5 // Weak pointers are pointers to an object that do not affect its lifetime,
6 // and which may be invalidated (i.e. reset to NULL) by the object, or its
7 // owner, at any time, most commonly when the object is about to be deleted.
8
9 // Weak pointers are useful when an object needs to be accessed safely by one
10 // or more objects other than its owner, and those callers can cope with the
11 // object vanishing and e.g. tasks posted to it being silently dropped.
12 // Reference-counting such an object would complicate the ownership graph and
13 // make it harder to reason about the object's lifetime.
14
15 // EXAMPLE:
16 //
17 //  class Controller {
18 //   public:
19 //    void SpawnWorker() { Worker::StartNew(weak_factory_.GetWeakPtr()); }
20 //    void WorkComplete(const Result& result) { ... }
21 //   private:
22 //    // Member variables should appear before the WeakPtrFactory, to ensure
23 //    // that any WeakPtrs to Controller are invalidated before its members
24 //    // variable's destructors are executed, rendering them invalid.
25 //    WeakPtrFactory<Controller> weak_factory_;
26 //  };
27 //
28 //  class Worker {
29 //   public:
30 //    static void StartNew(const WeakPtr<Controller>& controller) {
31 //      Worker* worker = new Worker(controller);
32 //      // Kick off asynchronous processing...
33 //    }
34 //   private:
35 //    Worker(const WeakPtr<Controller>& controller)
36 //        : controller_(controller) {}
37 //    void DidCompleteAsynchronousProcessing(const Result& result) {
38 //      if (controller_)
39 //        controller_->WorkComplete(result);
40 //    }
41 //    WeakPtr<Controller> controller_;
42 //  };
43 //
44 // With this implementation a caller may use SpawnWorker() to dispatch multiple
45 // Workers and subsequently delete the Controller, without waiting for all
46 // Workers to have completed.
47
48 // ------------------------- IMPORTANT: Thread-safety -------------------------
49
50 // Weak pointers may be passed safely between threads, but must always be
51 // dereferenced and invalidated on the same thread otherwise checking the
52 // pointer would be racey.
53 //
54 // To ensure correct use, the first time a WeakPtr issued by a WeakPtrFactory
55 // is dereferenced, the factory and its WeakPtrs become bound to the calling
56 // thread, and cannot be dereferenced or invalidated on any other thread. Bound
57 // WeakPtrs can still be handed off to other threads, e.g. to use to post tasks
58 // back to object on the bound thread.
59 //
60 // Invalidating the factory's WeakPtrs un-binds it from the thread, allowing it
61 // to be passed for a different thread to use or delete it.
62
63 #ifndef BASE_MEMORY_WEAK_PTR_H_
64 #define BASE_MEMORY_WEAK_PTR_H_
65
66 #include "base/basictypes.h"
67 #include "base/base_export.h"
68 #include "base/logging.h"
69 #include "base/memory/ref_counted.h"
70 #include "base/sequence_checker.h"
71 #include "base/template_util.h"
72
73 namespace base {
74
75 template <typename T> class SupportsWeakPtr;
76 template <typename T> class WeakPtr;
77
78 namespace internal {
79 // These classes are part of the WeakPtr implementation.
80 // DO NOT USE THESE CLASSES DIRECTLY YOURSELF.
81
82 class BASE_EXPORT WeakReference {
83  public:
84   // Although Flag is bound to a specific thread, it may be deleted from another
85   // via base::WeakPtr::~WeakPtr().
86   class Flag : public RefCountedThreadSafe<Flag> {
87    public:
88     Flag();
89
90     void Invalidate();
91     bool IsValid() const;
92
93    private:
94     friend class base::RefCountedThreadSafe<Flag>;
95
96     ~Flag();
97
98     SequenceChecker sequence_checker_;
99     bool is_valid_;
100   };
101
102   WeakReference();
103   explicit WeakReference(const Flag* flag);
104   ~WeakReference();
105
106   bool is_valid() const;
107
108  private:
109   scoped_refptr<const Flag> flag_;
110 };
111
112 class BASE_EXPORT WeakReferenceOwner {
113  public:
114   WeakReferenceOwner();
115   ~WeakReferenceOwner();
116
117   WeakReference GetRef() const;
118
119   bool HasRefs() const {
120     return flag_.get() && !flag_->HasOneRef();
121   }
122
123   void Invalidate();
124
125  private:
126   mutable scoped_refptr<WeakReference::Flag> flag_;
127 };
128
129 // This class simplifies the implementation of WeakPtr's type conversion
130 // constructor by avoiding the need for a public accessor for ref_.  A
131 // WeakPtr<T> cannot access the private members of WeakPtr<U>, so this
132 // base class gives us a way to access ref_ in a protected fashion.
133 class BASE_EXPORT WeakPtrBase {
134  public:
135   WeakPtrBase();
136   ~WeakPtrBase();
137
138  protected:
139   explicit WeakPtrBase(const WeakReference& ref);
140
141   WeakReference ref_;
142 };
143
144 // This class provides a common implementation of common functions that would
145 // otherwise get instantiated separately for each distinct instantiation of
146 // SupportsWeakPtr<>.
147 class SupportsWeakPtrBase {
148  public:
149   // A safe static downcast of a WeakPtr<Base> to WeakPtr<Derived>. This
150   // conversion will only compile if there is exists a Base which inherits
151   // from SupportsWeakPtr<Base>. See base::AsWeakPtr() below for a helper
152   // function that makes calling this easier.
153   template<typename Derived>
154   static WeakPtr<Derived> StaticAsWeakPtr(Derived* t) {
155     typedef
156         is_convertible<Derived, internal::SupportsWeakPtrBase&> convertible;
157     COMPILE_ASSERT(convertible::value,
158                    AsWeakPtr_argument_inherits_from_SupportsWeakPtr);
159     return AsWeakPtrImpl<Derived>(t, *t);
160   }
161
162  private:
163   // This template function uses type inference to find a Base of Derived
164   // which is an instance of SupportsWeakPtr<Base>. We can then safely
165   // static_cast the Base* to a Derived*.
166   template <typename Derived, typename Base>
167   static WeakPtr<Derived> AsWeakPtrImpl(
168       Derived* t, const SupportsWeakPtr<Base>&) {
169     WeakPtr<Base> ptr = t->Base::AsWeakPtr();
170     return WeakPtr<Derived>(ptr.ref_, static_cast<Derived*>(ptr.ptr_));
171   }
172 };
173
174 }  // namespace internal
175
176 template <typename T> class WeakPtrFactory;
177
178 // The WeakPtr class holds a weak reference to |T*|.
179 //
180 // This class is designed to be used like a normal pointer.  You should always
181 // null-test an object of this class before using it or invoking a method that
182 // may result in the underlying object being destroyed.
183 //
184 // EXAMPLE:
185 //
186 //   class Foo { ... };
187 //   WeakPtr<Foo> foo;
188 //   if (foo)
189 //     foo->method();
190 //
191 template <typename T>
192 class WeakPtr : public internal::WeakPtrBase {
193  public:
194   WeakPtr() : ptr_(NULL) {
195   }
196
197   // Allow conversion from U to T provided U "is a" T. Note that this
198   // is separate from the (implicit) copy constructor.
199   template <typename U>
200   WeakPtr(const WeakPtr<U>& other) : WeakPtrBase(other), ptr_(other.ptr_) {
201   }
202
203   T* get() const { return ref_.is_valid() ? ptr_ : NULL; }
204
205   T& operator*() const {
206     DCHECK(get() != NULL);
207     return *get();
208   }
209   T* operator->() const {
210     DCHECK(get() != NULL);
211     return get();
212   }
213
214   // Allow WeakPtr<element_type> to be used in boolean expressions, but not
215   // implicitly convertible to a real bool (which is dangerous).
216   //
217   // Note that this trick is only safe when the == and != operators
218   // are declared explicitly, as otherwise "weak_ptr1 == weak_ptr2"
219   // will compile but do the wrong thing (i.e., convert to Testable
220   // and then do the comparison).
221  private:
222   typedef T* WeakPtr::*Testable;
223
224  public:
225   operator Testable() const { return get() ? &WeakPtr::ptr_ : NULL; }
226
227   void reset() {
228     ref_ = internal::WeakReference();
229     ptr_ = NULL;
230   }
231
232  private:
233   // Explicitly declare comparison operators as required by the bool
234   // trick, but keep them private.
235   template <class U> bool operator==(WeakPtr<U> const&) const;
236   template <class U> bool operator!=(WeakPtr<U> const&) const;
237
238   friend class internal::SupportsWeakPtrBase;
239   template <typename U> friend class WeakPtr;
240   friend class SupportsWeakPtr<T>;
241   friend class WeakPtrFactory<T>;
242
243   WeakPtr(const internal::WeakReference& ref, T* ptr)
244       : WeakPtrBase(ref),
245         ptr_(ptr) {
246   }
247
248   // This pointer is only valid when ref_.is_valid() is true.  Otherwise, its
249   // value is undefined (as opposed to NULL).
250   T* ptr_;
251 };
252
253 // A class may be composed of a WeakPtrFactory and thereby
254 // control how it exposes weak pointers to itself.  This is helpful if you only
255 // need weak pointers within the implementation of a class.  This class is also
256 // useful when working with primitive types.  For example, you could have a
257 // WeakPtrFactory<bool> that is used to pass around a weak reference to a bool.
258 template <class T>
259 class WeakPtrFactory {
260  public:
261   explicit WeakPtrFactory(T* ptr) : ptr_(ptr) {
262   }
263
264   ~WeakPtrFactory() {
265     ptr_ = NULL;
266   }
267
268   WeakPtr<T> GetWeakPtr() {
269     DCHECK(ptr_);
270     return WeakPtr<T>(weak_reference_owner_.GetRef(), ptr_);
271   }
272
273   // Call this method to invalidate all existing weak pointers.
274   void InvalidateWeakPtrs() {
275     DCHECK(ptr_);
276     weak_reference_owner_.Invalidate();
277   }
278
279   // Call this method to determine if any weak pointers exist.
280   bool HasWeakPtrs() const {
281     DCHECK(ptr_);
282     return weak_reference_owner_.HasRefs();
283   }
284
285  private:
286   internal::WeakReferenceOwner weak_reference_owner_;
287   T* ptr_;
288   DISALLOW_IMPLICIT_CONSTRUCTORS(WeakPtrFactory);
289 };
290
291 // A class may extend from SupportsWeakPtr to let others take weak pointers to
292 // it. This avoids the class itself implementing boilerplate to dispense weak
293 // pointers.  However, since SupportsWeakPtr's destructor won't invalidate
294 // weak pointers to the class until after the derived class' members have been
295 // destroyed, its use can lead to subtle use-after-destroy issues.
296 template <class T>
297 class SupportsWeakPtr : public internal::SupportsWeakPtrBase {
298  public:
299   SupportsWeakPtr() {}
300
301   WeakPtr<T> AsWeakPtr() {
302     return WeakPtr<T>(weak_reference_owner_.GetRef(), static_cast<T*>(this));
303   }
304
305  protected:
306   ~SupportsWeakPtr() {}
307
308  private:
309   internal::WeakReferenceOwner weak_reference_owner_;
310   DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(SupportsWeakPtr);
311 };
312
313 // Helper function that uses type deduction to safely return a WeakPtr<Derived>
314 // when Derived doesn't directly extend SupportsWeakPtr<Derived>, instead it
315 // extends a Base that extends SupportsWeakPtr<Base>.
316 //
317 // EXAMPLE:
318 //   class Base : public base::SupportsWeakPtr<Producer> {};
319 //   class Derived : public Base {};
320 //
321 //   Derived derived;
322 //   base::WeakPtr<Derived> ptr = base::AsWeakPtr(&derived);
323 //
324 // Note that the following doesn't work (invalid type conversion) since
325 // Derived::AsWeakPtr() is WeakPtr<Base> SupportsWeakPtr<Base>::AsWeakPtr(),
326 // and there's no way to safely cast WeakPtr<Base> to WeakPtr<Derived> at
327 // the caller.
328 //
329 //   base::WeakPtr<Derived> ptr = derived.AsWeakPtr();  // Fails.
330
331 template <typename Derived>
332 WeakPtr<Derived> AsWeakPtr(Derived* t) {
333   return internal::SupportsWeakPtrBase::StaticAsWeakPtr<Derived>(t);
334 }
335
336 }  // namespace base
337
338 #endif  // BASE_MEMORY_WEAK_PTR_H_