std::shared_from_this为何需要配合std::shared_ptr管理的对象使用？

`shared_from_this()` 要求对象必须由 `shared_ptr` 管理，而不能是普通的栈对象。

核心原理

1. `enable_shared_from_this` 的内部机制

std::enable_shared_from_this 模板类内部维护了一个 weak_ptr 成员变量：

template<class T>
class enable_shared_from_this {
private:
    mutable weak_ptr<T> __weak_this_; // 内部维护的 weak_ptr
public:
    shared_ptr<T> shared_from_this() {
        return shared_ptr<T>(__weak_this_); // 从 weak_ptr 构造 shared_ptr
    }
    // ... 其他成员
};

2. `shared_ptr` 构造过程中的关键步骤

当使用 std::make_shared<T> 或 std::shared_ptr<T>(new T) 创建对象时，shared_ptr 的构造函数会执行以下关键操作：

// 简化的 shared_ptr 构造函数逻辑
template<typename T>
shared_ptr<T>::shared_ptr(T* ptr) {
    // 1. 创建控制块（存储引用计数等）
    control_block = new ControlBlock();
    
    // 2. 如果 T 继承自 enable_shared_from_this<T>
    if constexpr (std::is_base_of_v<std::enable_shared_from_this<T>, T>) {
        // 3. 设置 enable_shared_from_this 内部的 weak_ptr
        ptr->__weak_this_ = *this; // 将内部的 weak_ptr 指向当前 shared_ptr
    }
}

为什么栈对象不行？

1. 控制块缺失

栈对象没有关联的控制块（control block），而控制块是管理引用计数和弱计数的核心：

栈对象:
[对象数据]
^
|
栈指针

shared_ptr 管理的对象:
[控制块] -----> [对象数据]
^               ^
|               |
shared_ptr      shared_ptr

2. `weak_ptr` 无法正确初始化

对于栈对象，enable_shared_from_this 内部的 __weak_this_ 成员变量永远不会被正确初始化，因为它没有对应的 shared_ptr 来设置它。

3. 生命周期管理冲突

栈对象遵循自动生命周期管理（超出作用域自动销毁），而 shared_ptr 使用引用计数机制。这两种生命周期管理方式存在根本性冲突。

深入原理：具体示例分析

正确用法示例

class MyClass : public std::enable_shared_from_this<MyClass> {
public:
    std::shared_ptr<MyClass> get_shared() {
        return shared_from_this();
    }
};

int main() {
    // 正确：对象由 shared_ptr 管理
    auto obj = std::make_shared<MyClass>();
    auto shared_copy = obj->get_shared(); // 正常工作
    return 0;
}

在这个例子中：

std::make_shared<MyClass>() 创建对象和控制块
shared_ptr 构造函数检测到 MyClass 继承自 enable_shared_from_this
设置 MyClass::__weak_this_ 指向新创建的 shared_ptr
shared_from_this() 可以从 __weak_this_ 成功创建新的 shared_ptr

错误用法示例

int main() {
    // 错误：栈对象
    MyClass obj;
    try {
        auto shared = obj.get_shared(); // 抛出 bad_weak_ptr
    } catch (const std::bad_weak_ptr& e) {
        // 因为 obj.__weak_this_ 从未被正确初始化
    }
    return 0;
}

底层实现细节

`shared_ptr` 的控制块结构

控制块结构:
[use_count]  // 强引用计数
[weak_count]  // 弱引用计数
[deleter]     // 删除器
[allocator]   // 分配器

`enable_shared_from_this` 的完整实现机制

实际上，shared_ptr 构造函数中设置 __weak_this_ 的代码类似于：

template<typename T>
void shared_ptr<T>::_Enable_shared_from_this(const std::enable_shared_from_this<T>* esft) const {
    if (esft != nullptr) {
        esft->__weak_this_ = std::shared_ptr<T>(*this, 
            const_cast<std::remove_cv_t<T>*>(static_cast<const T*>(esft)));
    }
}