智能指针boost::shared_ptr

【1】boost::shared_ptr简介

boost::shared_ptr属于boost库，定义在namespace boost中，包含头文件#include<boost/shared_ptr.hpp>便可以使用。

上篇boost::scoped_ptr中我们看到boost::scoped_ptr独享所有权，不允许赋值、拷贝。

而boost::shared_ptr是专门用于共享所有权的，由于要共享所有权，其在内部使用了引用计数机制。同时也就意味着支持赋值和拷贝。

boost::shared_ptr也是用于管理单个堆内存对象的。

【2】boost::shared_ptr详解

应用实例代码如下：

#include <iostream>
#include <boost/shared_ptr.hpp>

class Int
{
public:
    Int(int nValue = 0) 
    {
        m_nValue = nValue;
        std::cout << "Constructor: " << m_nValue << std::endl; 
    }
    ~Int() 
    {
        std::cout << "Destructor: " << m_nValue << std::endl;
    }
    void PrintValue()
    {
        std::cout << "PrintValue: " <<m_nValue<< std::endl;
    }
    void SetValue(int nSetValue)
    {
        m_nValue = nSetValue;
    }
	
private:
    int m_nValue;
};

void TestShared_Ptr(boost::shared_ptr<Int> spInt) 
{  // 注意：无需使用 reference (或 const reference)
    spInt->PrintValue();
    std::cout << "TestShared_Ptr UseCount: " << spInt.use_count() << std::endl;
}

void TestShared_Ptr2() 
{
    boost::shared_ptr<Int> spInt(new Int(10));
    if (spInt.get())
    {
        spInt->PrintValue();    
        spInt.get()->SetValue(20);
        spInt->PrintValue();    
        (*spInt).SetValue(30);
        spInt->PrintValue();
    }
	
    std::cout << "TestShared_Ptr2 UseCount: " << spInt.use_count() << std::endl;
    TestShared_Ptr(spInt);
    std::cout << "TestShared_Ptr2 UseCount: " << spInt.use_count() << std::endl;
	
    //spInt.release();// 编译 error: 同样，shared_ptr也没有release函数
}

执行结果如下:

Constructor: 10
PrintValue: 10
PrintValue: 20
PrintValue: 30
TestShared_Ptr2 UseCount: 1
PrintValue: 30
TestShared_Ptr UseCount: 2
TestShared_Ptr2 UseCount: 1
Destructor: 30

实例可见，boost::shared_ptr也可以很方便的使用。并且没有release()函数。

关键的一点，boost::shared_ptr内部维护了一个引用计数，由此可以支持复制、参数传递等。

boost::shared_ptr提供了一个函数use_count()，此函数返回 boost::shared_ptr内部的引用计数。

查看执行结果，我们可以看到在 TestShared_Ptr2函数中，引用计数为1，传递参数后（此处进行了一次复制），

在函数TestShared_Ptr内部，引用计数为2，在TestShared_Ptr返回后，引用计数又降低为1。

另外，由TestShared_Ptr2内创建智能指针对象，到函数结束再析构智能指针对象，确保释放掉内存资源。

当我们需要使用一个共享对象的时候，boost::shared_ptr是最佳选择。

此例也正体现了boost::shared_ptr是支持值语义，提供引用计数机制及RAII支持的智能指针。

【3】boost::shared_ptr总结

boost::shared_ptr的管理机制其实并不复杂，就是对所管理的对象进行了引用计数。

当新增一个boost::shared_ptr对该对象进行管理时，就将该对象的引用计数加一；

减少一个boost::shared_ptr对该对象进行管理时，就将该对象的引用计数减一；

如果该对象的引用计数为0的时候，说明没有任何指针对其管理，才调用delete释放其所占的内存。

boost::shared_ptr并不是绝对安全，下面几条规则能使我们更加安全的使用boost::shared_ptr：

1.避免对shared_ptr所管理的对象的直接内存管理操作，以免造成该对象的重释放

2.shared_ptr并不能对循环引用的对象内存自动管理（这点是其它各种引用计数管理内存方式的通病）。

3.不要构造一个临时的shared_ptr作为函数的参数。

如下列代码则可能导致内存泄漏：

void test() 
{     
    fun(boost::shared_ptr<Int>(new Int()).g());
} 
//正确的用法为： 
void test() 
{     
    boost::shared_ptr<Int> spInt(new Int());     
    fun(spInt.g()); 
}

当函数g()抛异常的时候就会泄露了，这个是boost文档上特地注明的标准bad Practices。