shared_ptr是一种带有引用计数的智能指针,用于管理new动态分配的对象。本质上shared_ptr为一个类模板,模板参数就是shared_ptr要管理的对象的类型。shared_ptr重载了*和->操作符,使其对象很像指针,由于RAII机制,shared_ptr作为一个栈区对象在其作用域结束后会自动调用析构函数,析构函数里面完成delete原始指针的操作,不需要使用者手动delete,解除了使用new后而没有delete导致资源泄露的风险。
相对于auto_ptr和scoped_ptr,shared_ptr带有引用计数,是一个最像指针的“智能指针”;下面列出boost库的shared_ptr的部分源码:
template<class T>
class shared_ptr
{
private:
T* px;
detail::shared_count pn;
public:
shared_ptr() : px(0), pn(){}
shared_ptr(Y * p);
shared_ptr(shared_ptr &r) : px(r.px),pn(r.pn){}
shared_ptr(Y * p, D d); //带有定制删除器的构造函数
long use_count() const
{
return pn.use_count();
}
bool unique() //判断唯一
{
return use_count() == 1; //本质上如此
}
bool operator==(const shared_ptr & a, const shared_ptr & b)
{
return a.get() == b.get();
}
T* get() const
{
return px;
}
}
class shared_count
{
public:
shared_count(shared_count& rc) : pi_(rc.pi_)
{
if (pi_ != 0)
pi_->add_ref_copy(); //拷贝构造
}
shared_count & operator=(shared_count const & r)
{
...
pi_->add_ref_copy(); //赋值构造
}
long use_count() const
{
return pi_ != 0 ? pi_->use_count() : 0;
}
private:
sp_counted_base* pi_;
};
class sp_counted_base
{
public:
sp_counted_base(): use_count_(1),weak_ptr(1){} //引用计数设置为1
long use_count() const
{
return use_count_;
}
void add_ref_copy()
{
调用InterlockedIncrement //windows提供的一种锁加操作
//++use_count_ ,引用计数自增
}
private:
long use_count_; //智能指针引用计数
long weak_ptr; //weak_ptr引用计数
}
当创建一个shared_ptr对象sharedObj1来管理普通类对象Object时,引用计数设定为1,
此时使用sharedObj1拷贝构造一个sharedObj2时,调用sp_counted_base类的add_ref_acopy()
使引用计数加一
注:拷贝构造、赋值构造都是调用add_ref_acopy()。
关于shared_ptr的循环引用,这里做简要总结:
循环引用的问题:
使用shared_Ptr智能指针时可能存在的问题。
问题:A智能指针类里面存放B,B智能指针类里面存放A,当构造对象a,b时分别用A,B管理时,a、b的引用计数
分别为2,退出A、B的作用域时,由于引用计数的关系,无法释放a,b,导致内存泄漏。
例:
class object
{
int a;
shared_ptr<int> p;
~object
{
cout << "~object" << endl;
}
};
void test()
{
shared_ptr<int> sp1(new int(1));
shared_ptr<int> sp2(new int(2));
cout << sp1.use_count() << endl; //1
cout << sp2.use_count() << endl; //1
sp1->p = sp2;
sp2->p = sp1;
cout << sp1.use_count() << endl; //2
cout << sp2.use_count() << endl; //2
}
int main()
{
test();
return 0;
}
分析上述代码:当删除sp1指向的节点的时候,则需要使其引用计数为1,则需释放sp1的p,即sp2,而释放sp2又需先释放sp2的p,造成循环,sp1和sp2都无妨删除,导致内存泄露。
解决此问题就是将智能指针类object中的p设置成weak_ptr管理。引用计数始终为1。
weak_ptr是shared_ptr的辅助类,这里不做介绍。