共享指针 shared_ptr-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/wizard_fire/article/details/142877712

1. 共享指针的作用

共享所管理的指针的内容的传播和释放，例如解决多线程使用同一个对象时的析构问题

使用场景示例：

对于同一帧视频数据

业务A要将数据保存在本地

业务B要将数据上传到云端

这时候如果将数据都深拷贝一份再传入各个业务线程，就会带来很大的资源浪费，此时就可以使用共享指针来管理指向这些数据的指针；

前提是要管理的这些数据，是只读的，如果要修改内容，就要考虑采用加锁等手段来避免产生数据安全的问题

2. 共享指针的声明

make_shared() 声明共享指针

reset() 重置共享指针

// 最安全的分配和使用动态内存的方法是调用一个名为make_shared的标准库函数
// 不用make_shared()，会单独为被管理对象和引用计数各分配一次内存
// 使用make_shared()，会一次分配一块足够大的内存
std::shared_ptr<int> sptr1 = std::make_shared<int>(10);
std::shared_ptr<int> sptr2(new int(20));

// 注意事项
// 不要使用一个裸指针初始化多个shared_ptr，会导致该指针被删除多次
int *ptr = new int(10); // 错误写法
std::shared_ptr<int> sptr(ptr);
std::shared_ptr<int> sptr1(ptr);

get() 获取原始指针

std::shared_ptr<int> sptr = std::make_shared<int>(10);
int *ptr = sptr.get();

// 注意事项
// get() 函数返回共享指针中管理的指针，但是要小心使用
delete ptr; // 会导致双重析构
// 如果共享指针的引用计数=0，释放了其管理的对象，此处的ptr就变成了空悬指针

use_count() 返回共享指针的引用计数

unique() 若use_count() == 1 返回true，否则返回false；

3. shared_from_this()

返回由shared_ptr管理的对象的this指针

使用场景：

一个类中，可能会有业务需求，需要定义一些方法来返回当前对象的this指针，如果直接返回一个this裸指针，而该类又被share_ptr所管理，this裸指针和shared_ptr其实是引用的同一个对象的内存，但是shared_ptr感知不到所返回的this裸指针，就会出现跟使用get()一样的问题，双重析构或空悬指针；

解决方案：shared_from_this() 和继承enable_shared_from_this类，搭配使用（固定写法）

#include<memory>

// 错误写法
class A {
    public:
        std::shared_ptr<A> GetSelf() {
            return std::shared_ptr<A>(this);
        }
};

// 正确写法
class A :public std::enable_shared_from_this<A>{
    public:
        std::shared_ptr<A> GetSelf() {
            return shared_from_this();
        }
};

int main(){
    std::shared_ptr<A> sp1(new A);
    std::shared_ptr<A> sp2 = sp1 -> GetSelf();
}

4. 循环引用示例

两个共享指针循环引用，会导致这两个指针的引用计数永远都不会降到0，其管理的对象的析构函数永远都不会被调用，占用的内存就不会被释放，可能导致内存不足、程序崩溃、内存资源浪费、在资源受限的环境中，程序性能下降；

解决方案：使用weak_ptr替代其中一个类中的shared_ptr，因为weak_ptr不会增加对象的引用计数，因此可以防止循环引用

#include <iostream>
#include <memory>

class B;

class A {
public:
  std::shared_ptr<B> bsp;
  ~A() { std::cout << "A destructor" << std::endl; }
};

class B {
public:
  std::shared_ptr<A> asp;
  ~B() { std::cout << "B destructor" << std::endl; }
};

int main() {
  std::shared_ptr<A> asp = std::make_shared<A>();
  std::shared_ptr<B> bsp = std::make_shared<B>();
  asp->bsp = bsp;
  bsp->asp = asp;

  return 0;
}