enable_shared_from_this解析

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本文详细解析了C++中的`enable_shared_from_this`模板类的使用场景、实现原理以及常见错误。强调了在对象构造过程中，必须先调用`enable_shared_from_this`构造函数，再调用`shared_ptr`构造函数初始化内部`weak_ptr`，以确保`shared_from_this()`的正确使用。同时提醒程序员避免在构造函数中使用`shared_from_this()`，并坚持统一使用智能指针避免错误。

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enable_shared_from_this解析

enable_shared_from_this，是一个以其派生类为模板类型实参的基础模板，继承它，this指针就能变成shared_ptr。

什么时候该使用enable_shared_from_this模板类

在看下面的例子之前，简单说下使用背景，单有一个类，某个函数需要返回当前对象的指针，我们返回的是shared_ptr，为什么使用智能指针呢，这是因为：当我们使用智能指针管理资源时，必须统一使用智能指针，而不能再某些地方使用智能指针，某些地方使用原始指针，否则不能保持智能指针的语义，从而产生各种错误。好了，介绍完背景，看下面的一段小程序：

程序输出：

从上面的输出你发现了什么，很明显的发现只创建new了一个Test对象，但是却调用了两次析构函数，这对程序来说肯定是一个灾难。为什么会出现这种情况呢？main函数中的

boost::shared_ptr<Test>
 p( new Test( ));

将shared_ptr中引用计数器的值设置为1，而在GetObject函数中又通过

boost::shared_ptr<Test>
 pTest(this);

又将shared_ptr中的引用计数器的值增加了1，故在析构时一个Test对象被析构了两次。即产生这个错误的原因是通过同一个Test指针对象创建了多个shared_ptr，这是绝对禁止的。同时这也提醒我们在使用shared_ptr时一定不能通过同一个指针对象创建一个以上的shared_ptr对象。那么有什么方法从一个类的成员函数中获取当前对象的shared_ptr呢，其实方法很简单：只需要该类继承至enable_shared_from_this模板类,然后在需要shared_prt的地方调用enable_shared_from_this模板类的成员函数shared_from_this()即可，下面是改进后的代码：

程序输出：

从输出对象只被析构了一次，这是我们想要的结果，因此enable_shared_from_this模板类的作用是：用来作为一个基类，它允许从一个成员函数中获得一个当前对象的shared_ptr。那么enable_shared_from_this模板类到底是如何工作的了？请看下文分解~

enable_shared_from_this模板类实现

打开enable_shared_from_this.hpp文件，会发现enable_shared_from_this模板类的实现如下：

从enable_shared_from_this模板类的实现文件中我们可以很容易的发现我们只能使用返回shared_ptr的shared_from_this()和返回shared_ptr的shared_from_this()，因为这两个版本的shared_from_this()是public权限的，还有一个public权限的是internal_accept_owner函数，但是注释中已经明显指出不能调用这个函数，这个函数会被shared_ptr自动调用，internal_accept_owner函数用来初始化enable_shared_from_this模板类中的唯一成员变量weak_ptr weak_this。而shared_from_this()中是通过将weak_ptr weak_this转化成shared_ptr和shared_ptr来返回的，因此在使用shared_from_this()之前需要先初始化weak_ptr weak_this对象，而weak_ptr weak_this对象是在_internal_accept_owner函数中进行的初始化，也就是说先需要创建shared_ptr对象。即在使用shared_from_this()函数之前，应该先初始化对象的基类enable_shared_from_this,接着再初始化对象，最后初始化shared_ptr。正因为有这个特点所以会出现以下常见的错误：

使用enable_shared_from_this常见错误

先来看情形1：

这种用法明显是错的，虽然对象的基类enable_shared_from_this类的构造函数已经被调用，但是shared_ptr的构造函数并没有被调用，因此weak_ptr weak_this_并没有被初始化，所以这时调用shared_from_this()是错误的。

接着我们来看情形2：

同样这种做法也是错误的，和情形1同样的原因shared_ptr的构造函数并没有被调用，因此weak_ptr weak_this_并没有被初始化。

正确的做法应该是：

shared_ptr<Test> pTest( new Test() );这句话依次执行的顺序是：1 调用enable_shared_from_this的构造函数。2 调用Test的构造函数。 3 调用shared_ptr的构造函数初始化weak_ptr weak_this_。最后才能通过func()函数使用shared_from_this函数。

从上面的错误中我们知道在使用enable_shared_from_this类中的shared_from_this()函数时应该注意：
1. 不能在对象的构造函数中使用shared_from_this()函数。
2. 先需要调用enable_shared_from_this类的构造函数，接着调用对象的构造函数，最后需要调用shared_ptr类的构造函数初始化enable_shared_from_this的成员变量weak_this_。然后才能使用shared_from_this()函数。
3. 如何程序中使用了智能指针shared_ptr,则程序中统一使用智能指针，不能使用原始指针，以免出现错误。

示例

下面给出一个例子：

<span style="background-color: rgb(255, 255, 255);">//
// server.cpp
// ~~~~~~~~~~
//
// Copyright (c) 2003-2008 Christopher M. Kohlhoff (chris at kohlhoff dot com)
//
// Distributed under the Boost Software License, Version 1.0. (See accompanying
// file LICENSE_1_0.txt or copy at http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
//

#include <ctime>
#include <iostream>
#include <string>
#include <boost/bind.hpp>
#include <boost/shared_ptr.hpp>
#include <boost/enable_shared_from_this.hpp>
#include <boost/asio.hpp>

using boost::asio::ip::tcp;

std::string make_daytime_string()
{
  using namespace std; // For time_t, time and ctime;
  time_t now = time(0);
  return ctime(&now);
}

class tcp_connection
  : public boost::enable_shared_from_this<tcp_connection>
{
public:
  typedef boost::shared_ptr<tcp_connection> pointer;

  static pointer create(boost::asio::io_service& io_service)
  {
    return pointer(new tcp_connection(io_service));
  }

  tcp::socket& socket()
  {
    return socket_;
  }

  void start()
  {
    message_ = make_daytime_string();

    boost::asio::async_write(socket_, boost::asio::buffer(message_),
        boost::bind(&tcp_connection::handle_write, shared_from_this(),
          boost::asio::placeholders::error,
          boost::asio::placeholders::bytes_transferred));
  }

private:
  tcp_connection(boost::asio::io_service& io_service)
    : socket_(io_service)
  {
  }

  void handle_write(const boost::system::error_code& /*error*/,
      size_t /*bytes_transferred*/)
  {
  }

  tcp::socket socket_;
  std::string message_;
};

class tcp_server
{
public:
  tcp_server(boost::asio::io_service& io_service)
    : acceptor_(io_service, tcp::endpoint(tcp::v4(), 13))
  {
    start_accept();
  }

private:
  void start_accept()
  {
    tcp_connection::pointer new_connection =
      tcp_connection::create(acceptor_.io_service());

    acceptor_.async_accept(new_connection->socket(),
        boost::bind(&tcp_server::handle_accept, this, new_connection,
          boost::asio::placeholders::error));
  }

  void handle_accept(tcp_connection::pointer new_connection,
      const boost::system::error_code& error)
  {
    if (!error)
    {
      new_connection->start();
      start_accept();
    }
  }

  tcp::acceptor acceptor_;
};

int main()
{
  try
  {
    boost::asio::io_service io_service;
    tcp_server server(io_service);
    io_service.run();
  }
  catch (std::exception& e)
  {
    std::cerr << e.what() << std::endl;
  }

  return 0;
}</span>

参考资料：

1. http://hahaya.github.io/use-enable-shared-from-this/

2. http://www.boost.org/doc/libs/1_39_0/doc/html/boost_asio/tutorial/tutdaytime3/src.html