FFmpeg源码：av_buffer_ref、av_buffer

FFmpeg源码：av_buffer_ref、av_buffer_unref函数分析

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FFmpeg源码：av_buffer_ref、av_buffer_unref函数分析

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一、引言

FFmpeg使用纯C语言编写，其内存管理（比如AVBufferRef和AVBuffer结构体）模仿了C++，使用了引用计数来解决使用浅拷贝可能造成的资源重复释放问题，通过引入引用计数：增加一个变量（比如AVBuffer中的refcount），记录资源使用的次数，控制资源的释放。FFmpeg源码中通过av_buffer_ref函数增加AVBuffer的引用计数，av_buffer_unref减少引用计数。通过引用计数，避免了深拷贝的内存开销，又避免了浅拷贝堆的重复释放或内存泄露问题。

二、av_buffer_ref函数分析

av_buffer_ref函数定义在FFmpeg源码（本文演示用的FFmpeg源码版本为5.0.3）的源文件libavutil/buffer.c中：

AVBufferRef *av_buffer_ref(const AVBufferRef *buf)
{
    AVBufferRef *ret = av_mallocz(sizeof(*ret));

    if (!ret)
        return NULL;

    *ret = *buf;

    atomic_fetch_add_explicit(&buf->buffer->refcount, 1, memory_order_relaxed);

    return ret;
}

该函数作用是：类似C++中的浅拷贝，让新旧AVBufferRef中的指针都指向同一个地址（同一个堆区），给AVBuffer创建一个新的引用，引用计数加1。可以看到该函数内部通过原子操作atomic_fetch_add_explicit(&buf->buffer->refcount, 1, memory_order_relaxed);让AVBuffer的成员refcount的值加1，表示引用计数加1。memory_order_relaxed表示不对执行顺序做保证，只保证此操作是原子的。

形参buf：既是输入型参数也是输出型参数。执行函数av_buffer_ref后，buf->buffer->refcount的值会加1，表示引用计数加1。

返回值：指向新的AVBufferRef，引用计数加1。

三、av_buffer_unref函数分析

static void buffer_replace(AVBufferRef **dst, AVBufferRef **src)
{
    AVBuffer *b;

    b = (*dst)->buffer;

    if (src) {
        **dst = **src;
        av_freep(src);
    } else
        av_freep(dst);

    if (atomic_fetch_sub_explicit(&b->refcount, 1, memory_order_acq_rel) == 1) {
        /* b->free below might already free the structure containing *b,
         * so we have to read the flag now to avoid use-after-free. */
        int free_avbuffer = !(b->flags_internal & BUFFER_FLAG_NO_FREE);
        b->free(b->opaque, b->data);
        if (free_avbuffer)
            av_free(b);
    }
}

void av_buffer_unref(AVBufferRef **buf)
{
    if (!buf || !*buf)
        return;

    buffer_replace(buf, NULL);
}

av_buffer_unref函数作用是：释放AVBufferRef结构体，并让引用计数refcount减1（通过atomic_fetch_sub_explicit(&b->refcount, 1, memory_order_acq_rel)语句）。如果原本的引用计数值不为1，释放AVBufferRef结构体本身，不释放它的成员buf和data指向的缓冲区；如果原本的引用计数值为1，则调用释放数据的回调函数（默认是av_buffer_default_free函数）释放AVBufferRef的成员data指向的缓冲区，如果AVBufferRef的成员buffer还没被释放，则也释放它。

形参buf：指向AVBufferRef指针的指针。

返回值：无