C++智能指针详解之shared_ptr

        有时,多个对象或代码段需要同一指针的副本,unique_ptr无法复制,不能用于此类情况。std::shared_ptr是一个可复制的支持共享所有权的智能指针。当有多个shared_ptr实例引用同一资源,它们如何知道何时释放资源?这就需要【引用计数】来解决。

1.创建并使用shared_ptr

shared_ptr的用法和unique_ptr类似,要创建shared_ptr,可使用make_shared()。同样,shared_ptr也支持get()和reset()方法,区别在于,当调用reset()时,仅在最后一个shared_ptr销毁或重置时才会释放底层资源。shared_ptr不支持release()方法,可使用use_count()方法检索共享同一资源的share_ptr实例数量。

2.引入计数的必要性

当具有共享所以权的智能指针(如shared_ptr)超出作用域或重置时,仅当其是引用资源的最后一个智能指针时,才会释放资源,标准库智能指针shared_ptr使用【引用计数】来实现。引用计数(reference counting)用于跟踪正在使用的某个类的实例的个数

  • 每次复制这样一个智能指针时,都会创建一个指向同一资源的新实例,引用计数增加

  • 当此类智能指针超出作用域或被重置时,引用计数减少

  • 当引用计数降为0时,智能指针将释放资源

引用计数的智能指针可以解决很多内存管理的问题,如双重释放。

Simple* mySimple1 = new Simple();
Simple* mySimple2 = mySimple1;  // mySimple2 是 mySimple1 的副本
// 释放两个原始指针会导致双重释放
delete mySimple1;
delete mySimple2;

        通过使用引用计数的智能指针shared_ptr可以避免这种问题。只有当两个shared_ptr都离开作用域时,Simple实例才会恰好释放一次。

auto smartPtr1 = make_shared();
auto smartPtr2 = smartPtr1;  //smartPtr2 是 smartPtr1 的副本

        但是!当用两个shared_ptr指针,指向同一个原始指针的时候,还是会出问题,只调用了一次构造函数,却调用两次析构函数,使用unique_ptr也是同样的效果。安全的方法是,在创建指向同一资源的智能指针实例时,要创建shared_ptr的副本,而不是直接指向该资源。

Simple* mySimple = new Simple();
shared_ptr smartPtr1 = mySimple;
shared_ptr smartPtr2 = mySimple;
// 当被销毁时,两个智能指针都会试图释放同一个原始指针对象
Simple constructor called
Simple distrustor called
Simple distrustor called

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