enable_shared_from_this使用介绍

enable_shared_from_this定义

定义于头文件

template< class T > class enable_shared_from_this;  (C++11 起) 

std::enable_shared_from_this 能让其一个对象（假设其名为 t ，且已被一个 std::shared_ptr 对象 pt 管理）安全地生成其他额外的 std::shared_ptr 实例（假设名为 pt1, pt2, … ） ，它们与 pt 共享对象 t 的所有权。

若一个类 T 继承 std::enable_shared_from_this ，则会为该类 T 提供成员函数： shared_from_this。当 T 类型对象 t 被一个为名为 pt 的 std::shared_ptr 类对象管理时，调用 T::shared_from_this 成员函数，将会返回一个新的 std::shared_ptr 对象，它与 pt 共享 t 的所有权。

使用场合

• 需要在类对象的内部中获得一个指向当前对象的 shared_ptr 对象。
• 通过类的成员函数安全的获取对象的this指针，一般来说我们不建议直接返回this指针，可以想象下有这么一种情况，返回的this指针保存在外部一个局部/全局变量，当对象已经被析构了，但是外部变量并不知道指针指向的对象已经被析构了，如果此时外部使用了这个指针就会发生程序奔溃。

崩溃示例：

#include 
#include 

class Foo{
public:
    Foo(){
        std::cout << "Foo::Foo constructor run" << std::endl;
    }
    ~Foo(){
        std::cout << "Foo::~Foo destructor run" << std::endl;
    }

    std::shared_ptr<Foo> GetSharedObject(){
        return std::shared_ptr<Foo>(this);
    }
};

int main()
{
    std::shared_ptr<Foo> p(new Foo());
    std::shared_ptr<Foo> q = p->GetSharedObject();

    std::cout << p.use_count() << std::endl;
    std::cout << q.use_count() << std::endl;

    return 0;
}

程序运行输出：

Foo::Foo constructor run
1
1
Foo::~Foo destructor run
Foo::~Foo destructor run

从程序运行输出看出，析构函数调用了2次，这明显跟我们的预期不符。

借助指针指针可以很轻松的解决这个问题：

#include 
#include 

class Foo : public std::enable_shared_from_this<Foo>
{
public:
    Foo(){
        std::cout << "Foo::Foo constructor run" << std::endl;
    }
    ~Foo(){
        std::cout << "Foo::~Foo destructor run" << std::endl;
    }

	std::shared_ptr<Foo> GetSharedObject(){
        return shared_from_this();
    }
};

int main()
{
    std::shared_ptr<Foo> p(new Foo());
    std::shared_ptr<Foo> q = p->GetSharedObject();

    std::cout << p.use_count() << std::endl;
    std::cout << q.use_count() << std::endl;

    return 0;
}

程序运行输出：

Foo::Foo constructor run
2
2
Foo::~Foo destructor run

源码实现

template<typename _Tp>
class enable_shared_from_this
{
protected:
    enable_shared_from_this() { }
    
    enable_shared_from_this(const enable_shared_from_this&) { }

    enable_shared_from_this&
    operator=(const enable_shared_from_this&)
    { return *this; }

    ~enable_shared_from_this() { }

public:
    shared_ptr<_Tp>
    shared_from_this()
    { return shared_ptr<_Tp>(this->_M_weak_this); }

    shared_ptr<const _Tp>
    shared_from_this() const
    { return shared_ptr<const _Tp>(this->_M_weak_this); }

private:
    /**
	 *@brief _M_weak_assign函数在类型T被包覆在shared_ptr的过程中会被调用
	 */
    template<typename _Tp1>
    void
    _M_weak_assign(_Tp1* __p, const __shared_count<>& __n) const
    { _M_weak_this._M_assign(__p, __n); }

    template<typename _Tp1>
    friend void
    __enable_shared_from_this_helper(const __shared_count<>& __pn,
                    const enable_shared_from_this* __pe,
                    const _Tp1* __px)
    {
    if (__pe != 0)
    __pe->_M_weak_assign(const_cast<_Tp1*>(__px), __pn);
}

    mutable weak_ptr<_Tp>  _M_weak_this; // const函数也可以修改该变量
};

/**
 *@brief 共享智能指针
 */
template<typename _Tp>
class shared_ptr
: public __shared_ptr<_Tp>
{
public:
  shared_ptr()
  : __shared_ptr<_Tp>() { }
	// ...
};

template<typename _Tp, _Lock_policy _Lp>
class __shared_ptr
{
public:
  typedef _Tp   element_type;
  
  __shared_ptr()
  : _M_ptr(0), _M_refcount() // never throws
  { }
  
  // 智能指针构造会调用__enable_shared_from_this_helper
  template<typename _Tp1>
	explicit
	__shared_ptr(_Tp1* __p)
: _M_ptr(__p), _M_refcount(__p)
	{
  __glibcxx_function_requires(_ConvertibleConcept<_Tp1*, _Tp*>)
  typedef int _IsComplete[sizeof(_Tp1)];
  __enable_shared_from_this_helper(_M_refcount, __p, __p);
}
	//...
};

注意

enable_shared_from_this 其内部保存着一个对 this 的弱引用（例如 std::weak_ptr )。 std::shared_ptr 的构造函数检测无歧义且可访问的 (C++17 起) enable_shared_from_this 基类，并且若内部存储的弱引用未为生存的 std::shared_ptr 占有，则 (C++17 起)赋值新建的 std::shared_ptr 为内部存储的弱引用。为已为另一 std::shared_ptr 所管理的对象构造一个 std::shared_ptr ，将不会考虑内部存储的弱引用，从而将导致未定义行为。

只允许在先前已被std::shared_ptr 管理的对象上调用 shared_from_this 。否则调用行为未定义 (C++17 前)抛出 std::bad_weak_ptr 异常（通过 shared_ptr 从默认构造的 weak_this 的构造函数） (C++17 起)。

enable_shared_from_this 提供安全的替用方案，以替代 std::shared_ptr(this) 这样的表达式（这种不安全的表达式可能会导致 this 被多个互不知晓的所有者析构）。