在Linux内核里，引用计数是通过struct kref结构来实现的。在介绍如何使用kref之前，我们先来假设一个情景。假如您开发的是一个字符设备驱动，当设备插上时，系统自动建立一个设备节点，用户通过文件操作来访问设备节点。
如上图所示，最左边的绿色框图表示实际设备的插拔动作，中间黄色的框图表示内核中设备对象的生存周期，右边蓝色的框图表示用户程序系统调用的顺序。如果用户程序正在访问的时候设备突然被拔掉，驱动程序里的设备对象是否立刻释放呢？如果立刻释放，用户程序执行的系统调用一定会发生内存非法访问；如果要等到用户程序close之后再释放设备对象，我们应该怎么来实现？kref就是为了解决类似的问题而生的。
kref的定义非常简单，其结构体里只有一个原子变量。
struct kref {atomic_t refcount;};
Linux内核定义了下面三个函数接口来使用kref：
void kref_init(struct kref *kref);void kref_get(struct kref *kref);int kref_put(struct kref *kref, void (*release) (struct kref *kref));
我们先通过一段伪代码来了解一下如何使用kref。
struct my_obj{int val;struct kref refcnt;};struct my_obj *obj;void obj_release(struct kref *ref) {struct my_obj *obj = container_of(ref, struct my_obj, refcnt);kfree(obj);}device_probe() {obj = kmalloc(sizeof(*obj), GFP_KERNEL);kref_init(&obj->refcnt);}device_disconnect() {kref_put(&obj->refcnt, obj_release);}.open() {kref_get(&obj->refcnt);}.close() {kref_put(&obj->refcnt, obj_release);}
在这段代码里，我们定义了obj_release来作为释放设备对象的函数，当引用计数为0时，这个函数会被立刻调用来执行真正的释放动作。我们先在device_probe里把引用计数初始化为1，当用户程序调用open时，引用计数又会被加1，之后如果设备被拔掉，device_disconnect会减掉一个计数，但此时refcnt还不是0，设备对象obj并不会被释放，只有当close被调用之后，obj_release才会执行。
看完伪代码之后，我们再来实战一下。为了节省篇幅，这个实作并没有建立一个字符设备，只是通过模块的加载和卸载过程来对感受一下kref。
#include <linux/kernel.h>#include <linux/module.h>struct my_obj { int val; struct kref refcnt;};struct my_obj *obj;void obj_release(struct kref *ref){ struct my_obj *obj = container_of(ref, struct my_obj, refcnt); printk(KERN_INFO "obj_release\n"); kfree(obj);}static int __init kreftest_init(void){ printk(KERN_INFO "kreftest_init\n"); obj = kmalloc(sizeof(*obj), GFP_KERNEL); kref_init(&obj->refcnt); return 0;}static void __exit kreftest_exit(void){ printk(KERN_INFO "kreftest_exit\n"); kref_put(&obj->refcnt, obj_release); return;}module_init(kreftest_init);module_exit(kreftest_exit);MODULE_LICENSE("GPL");
通过kbuild编译之后我们得到kref_test.ko，然后我们顺序执行以下命令来挂载和卸载模块。
sudo insmod ./kref_test.ko
sudo rmmod kref_test
此时，系统日志会打印出如下消息：
kreftest_init
kreftest_exit
obj_release
这正是我们预期的结果。
有了kref引用计数，即使内核驱动写的再复杂，我们对内存管理也应该有信心了吧。
