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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 SequencedTaskRunner otherwise
52 // checking the 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 or current SequencedWorkerPool token, and cannot be dereferenced or
57 // invalidated on any other task runner. Bound WeakPtrs can still be handed
58 // off to other task runners, e.g. to use to post tasks back to object on the
59 // bound sequence.
60 //
61 // Invalidating the factory's WeakPtrs un-binds it from the sequence, allowing
62 // it to be passed for a different sequence to use or delete it.
63
64 #ifndef BASE_MEMORY_WEAK_PTR_H_
65 #define BASE_MEMORY_WEAK_PTR_H_
66
67 #include "base/basictypes.h"
68 #include "base/base_export.h"
69 #include "base/logging.h"
70 #include "base/memory/ref_counted.h"
71 #include "base/sequence_checker.h"
72 #include "base/template_util.h"
73
74 namespace base {
75
76 template <typename T> class SupportsWeakPtr;
77 template <typename T> class WeakPtr;
78
79 namespace internal {
80 // These classes are part of the WeakPtr implementation.
81 // DO NOT USE THESE CLASSES DIRECTLY YOURSELF.
82
83 class BASE_EXPORT WeakReference {
84  public:
85   // Although Flag is bound to a specific SequencedTaskRunner, it may be
86   // deleted from another via base::WeakPtr::~WeakPtr().
87   class BASE_EXPORT Flag : public RefCountedThreadSafe<Flag> {
88    public:
89     Flag();
90
91     void Invalidate();
92     bool IsValid() const;
93
94    private:
95     friend class base::RefCountedThreadSafe<Flag>;
96
97     ~Flag();
98
99     SequenceChecker sequence_checker_;
100     bool is_valid_;
101   };
102
103   WeakReference();
104   explicit WeakReference(const Flag* flag);
105   ~WeakReference();
106
107   bool is_valid() const;
108
109  private:
110   scoped_refptr<const Flag> flag_;
111 };
112
113 class BASE_EXPORT WeakReferenceOwner {
114  public:
115   WeakReferenceOwner();
116   ~WeakReferenceOwner();
117
118   WeakReference GetRef() const;
119
120   bool HasRefs() const {
121     return flag_.get() && !flag_->HasOneRef();
122   }
123
124   void Invalidate();
125
126  private:
127   mutable scoped_refptr<WeakReference::Flag> flag_;
128 };
129
130 // This class simplifies the implementation of WeakPtr's type conversion
131 // constructor by avoiding the need for a public accessor for ref_.  A
132 // WeakPtr<T> cannot access the private members of WeakPtr<U>, so this
133 // base class gives us a way to access ref_ in a protected fashion.
134 class BASE_EXPORT WeakPtrBase {
135  public:
136   WeakPtrBase();
137   ~WeakPtrBase();
138
139  protected:
140   explicit WeakPtrBase(const WeakReference& ref);
141
142   WeakReference ref_;
143 };
144
145 // This class provides a common implementation of common functions that would
146 // otherwise get instantiated separately for each distinct instantiation of
147 // SupportsWeakPtr<>.
148 class SupportsWeakPtrBase {
149  public:
150   // A safe static downcast of a WeakPtr<Base> to WeakPtr<Derived>. This
151   // conversion will only compile if there is exists a Base which inherits
152   // from SupportsWeakPtr<Base>. See base::AsWeakPtr() below for a helper
153   // function that makes calling this easier.
154   template<typename Derived>
155   static WeakPtr<Derived> StaticAsWeakPtr(Derived* t) {
156     typedef
157         is_convertible<Derived, internal::SupportsWeakPtrBase&> convertible;
158     COMPILE_ASSERT(convertible::value,
159                    AsWeakPtr_argument_inherits_from_SupportsWeakPtr);
160     return AsWeakPtrImpl<Derived>(t, *t);
161   }
162
163  private:
164   // This template function uses type inference to find a Base of Derived
165   // which is an instance of SupportsWeakPtr<Base>. We can then safely
166   // static_cast the Base* to a Derived*.
167   template <typename Derived, typename Base>
168   static WeakPtr<Derived> AsWeakPtrImpl(
169       Derived* t, const SupportsWeakPtr<Base>&) {
170     WeakPtr<Base> ptr = t->Base::AsWeakPtr();
171     return WeakPtr<Derived>(ptr.ref_, static_cast<Derived*>(ptr.ptr_));
172   }
173 };
174
175 }  // namespace internal
176
177 template <typename T> class WeakPtrFactory;
178
179 // The WeakPtr class holds a weak reference to |T*|.
180 //
181 // This class is designed to be used like a normal pointer.  You should always
182 // null-test an object of this class before using it or invoking a method that
183 // may result in the underlying object being destroyed.
184 //
185 // EXAMPLE:
186 //
187 //   class Foo { ... };
188 //   WeakPtr<Foo> foo;
189 //   if (foo)
190 //     foo->method();
191 //
192 template <typename T>
193 class WeakPtr : public internal::WeakPtrBase {
194  public:
195   WeakPtr() : ptr_(NULL) {
196   }
197
198   // Allow conversion from U to T provided U "is a" T. Note that this
199   // is separate from the (implicit) copy constructor.
200   template <typename U>
201   WeakPtr(const WeakPtr<U>& other) : WeakPtrBase(other), ptr_(other.ptr_) {
202   }
203
204   T* get() const { return ref_.is_valid() ? ptr_ : NULL; }
205
206   T& operator*() const {
207     DCHECK(get() != NULL);
208     return *get();
209   }
210   T* operator->() const {
211     DCHECK(get() != NULL);
212     return get();
213   }
214
215   // Allow WeakPtr<element_type> to be used in boolean expressions, but not
216   // implicitly convertible to a real bool (which is dangerous).
217   //
218   // Note that this trick is only safe when the == and != operators
219   // are declared explicitly, as otherwise "weak_ptr1 == weak_ptr2"
220   // will compile but do the wrong thing (i.e., convert to Testable
221   // and then do the comparison).
222  private:
223   typedef T* WeakPtr::*Testable;
224
225  public:
226   operator Testable() const { return get() ? &WeakPtr::ptr_ : NULL; }
227
228   void reset() {
229     ref_ = internal::WeakReference();
230     ptr_ = NULL;
231   }
232
233  private:
234   // Explicitly declare comparison operators as required by the bool
235   // trick, but keep them private.
236   template <class U> bool operator==(WeakPtr<U> const&) const;
237   template <class U> bool operator!=(WeakPtr<U> const&) const;
238
239   friend class internal::SupportsWeakPtrBase;
240   template <typename U> friend class WeakPtr;
241   friend class SupportsWeakPtr<T>;
242   friend class WeakPtrFactory<T>;
243
244   WeakPtr(const internal::WeakReference& ref, T* ptr)
245       : WeakPtrBase(ref),
246         ptr_(ptr) {
247   }
248
249   // This pointer is only valid when ref_.is_valid() is true.  Otherwise, its
250   // value is undefined (as opposed to NULL).
251   T* ptr_;
252 };
253
254 // A class may be composed of a WeakPtrFactory and thereby
255 // control how it exposes weak pointers to itself.  This is helpful if you only
256 // need weak pointers within the implementation of a class.  This class is also
257 // useful when working with primitive types.  For example, you could have a
258 // WeakPtrFactory<bool> that is used to pass around a weak reference to a bool.
259 template <class T>
260 class WeakPtrFactory {
261  public:
262   explicit WeakPtrFactory(T* ptr) : ptr_(ptr) {
263   }
264
265   ~WeakPtrFactory() {
266     ptr_ = NULL;
267   }
268
269   WeakPtr<T> GetWeakPtr() {
270     DCHECK(ptr_);
271     return WeakPtr<T>(weak_reference_owner_.GetRef(), ptr_);
272   }
273
274   // Call this method to invalidate all existing weak pointers.
275   void InvalidateWeakPtrs() {
276     DCHECK(ptr_);
277     weak_reference_owner_.Invalidate();
278   }
279
280   // Call this method to determine if any weak pointers exist.
281   bool HasWeakPtrs() const {
282     DCHECK(ptr_);
283     return weak_reference_owner_.HasRefs();
284   }
285
286  private:
287   internal::WeakReferenceOwner weak_reference_owner_;
288   T* ptr_;
289   DISALLOW_IMPLICIT_CONSTRUCTORS(WeakPtrFactory);
290 };
291
292 // A class may extend from SupportsWeakPtr to let others take weak pointers to
293 // it. This avoids the class itself implementing boilerplate to dispense weak
294 // pointers.  However, since SupportsWeakPtr's destructor won't invalidate
295 // weak pointers to the class until after the derived class' members have been
296 // destroyed, its use can lead to subtle use-after-destroy issues.
297 template <class T>
298 class SupportsWeakPtr : public internal::SupportsWeakPtrBase {
299  public:
300   SupportsWeakPtr() {}
301
302   WeakPtr<T> AsWeakPtr() {
303     return WeakPtr<T>(weak_reference_owner_.GetRef(), static_cast<T*>(this));
304   }
305
306  protected:
307   ~SupportsWeakPtr() {}
308
309  private:
310   internal::WeakReferenceOwner weak_reference_owner_;
311   DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(SupportsWeakPtr);
312 };
313
314 // Helper function that uses type deduction to safely return a WeakPtr<Derived>
315 // when Derived doesn't directly extend SupportsWeakPtr<Derived>, instead it
316 // extends a Base that extends SupportsWeakPtr<Base>.
317 //
318 // EXAMPLE:
319 //   class Base : public base::SupportsWeakPtr<Producer> {};
320 //   class Derived : public Base {};
321 //
322 //   Derived derived;
323 //   base::WeakPtr<Derived> ptr = base::AsWeakPtr(&derived);
324 //
325 // Note that the following doesn't work (invalid type conversion) since
326 // Derived::AsWeakPtr() is WeakPtr<Base> SupportsWeakPtr<Base>::AsWeakPtr(),
327 // and there's no way to safely cast WeakPtr<Base> to WeakPtr<Derived> at
328 // the caller.
329 //
330 //   base::WeakPtr<Derived> ptr = derived.AsWeakPtr();  // Fails.
331
332 template <typename Derived>
333 WeakPtr<Derived> AsWeakPtr(Derived* t) {
334   return internal::SupportsWeakPtrBase::StaticAsWeakPtr<Derived>(t);
335 }
336
337 }  // namespace base
338
339 #endif  // BASE_MEMORY_WEAK_PTR_H_