下載shared_ptr

Question

我正在閱讀Scott Meyerses C ++，現在正在閱讀有關管理資源的部分。 他解釋說，shared-ptr是一個引用計數智能指針，它就像一個垃圾收集器，除了它不能破壞引用循環 。 這是什么意思？ 什么是引用的破壞周期？

Answer 1

struct A
{
    shared_ptr<A> p ;
} ;

if ( true ) // complete extra scope for this example, just to make these things go out of scope
{
    shared_ptr<A> p1 = make_shared<A>() ;
    shared_ptr<A> p2 = make_shared<A>() ;

    p1->p = p2 ;
    p2->p = p1 ;
}
// At this point, they're out of scope and clearly won't be used again
// However, they will NOT be destroyed because they both have a strong reference to each other

這是一個循環。

垃圾收集器（具有系統知識）可以看到這些變量沒有被任何東西引用，所以顯然它們不是必需的，並且會破壞它們。 垃圾收集器[通常]可以隨時運行。

但是，在C ++中，一些代碼實際上必須執行該操作......但是沒有任何代碼可以執行。

你在哪里使用它？

大型課程。

首先，我想提出幾個定義：

• 結構：保存數據的東西（如時間，位置，速度等的位置或記錄） - 即您想要使用的東西，並且具有最小的智能。 （旁注：我傾向於使用'struct'聲明這些）

• 對象：控制其數據並具有通過對話（如調用方法或發送消息）與之交互的狀態的東西 - 即一個像代理一樣的東西（或者，與您交談的東西，如數據庫） 。 （旁注：我傾向於使用'class'聲明這些）

結構以遞歸方式共享指向其他結構的指針很少有意義。

但是，假設您有一個對象：

class Database
{
public:
    // ...
    void shared_ptr<Record> recordNamed ( string const& name ) const ;
private:
    map<string,shared_ptr<Record> > mRecords ;
    //                           ^ so irritating
} ;

class Record
{
public:
    shared_ptr<Database> parentDatabase () const ;
    void reloadFromDataStore () const ; // reloads props from database
private:
    shared_ptr<Database> mpParentDatabase ;
    // maybe other data here too...
} ;

shared_ptr<Database> db = ... ; // get it from somewhere
shared_ptr<Record> record = db->recordNamed ( "christopher" ) ;

這是一個真實世界的案例，你想要有循環引用，它絕對是一個有效的引用。

在垃圾收集環境中，這非常好，因為GC知道誰在使用什么，並且知道這些以后沒有被使用。

在C ++中，引用計數永遠不會變為零（因為兩個活動對象都指向彼此）並且沒有代碼可以通過它來反過來（如果有的話，它將被稱為垃圾收集器！） 。

你會在shared_ptr之后閱讀關於weak_ptr ，它解決了這個問題。

這是使用它的一種方法：

class Database
{
public:
    // ...
    void shared_ptr<Record> recordNamed ( string const& name ) const ;
private:
    map<string,shared_ptr<Record> > mRecords ;
} ;

class Record
{
public:
    shared_ptr<Database> parentDatabase () const ;
    void reloadFromDataStore () const ; // reloads props from database
private:
    weak_ptr<Database> mpParentDatabase ; // don't hold onto it strongly
    // maybe other data here too...
} ;

shared_ptr<Database> db = ... ; // get it from somewhere
shared_ptr<Record> record = db->recordNamed ( "christopher" ) ;

但是，如果你這樣做會發生什么？

db.reset() ; // removes the last strong-reference to the database, so it is destroyed!
db = record->parentDatabase() ; // tries to lock the weak_ptr, but fails because it's dead! So it can only return null, or throw an exception.

如果你把weak_ref放在其他地方怎么辦？

class Database
{
public:
    // ...
    void shared_ptr<Record> recordNamed ( string const& name ) const ;
private:
    map<string,weak_ptr<Record> > mRecords ;
} ;

class Record
{
public:
    shared_ptr<Database> parentDatabase () const ;
    void reloadFromDataStore () const ; // reloads props from database
private:
    shared_ptr<Database> mpParentDatabase ;
    // maybe other data here too...
} ;

shared_ptr<Database> db = ... ; // get it from somewhere
shared_ptr<Record> record = db->recordNamed ( "christopher" ) ;

在這種情況下， Database只對其記錄有弱引用......但這意味着每次需要某些當前不存在的東西時，它必須從商店創建它。 這適用於基於文件的數據庫，但如果數據庫純粹作為程序的一部分存在於內存中，則不會。

解決方案A.

添加如下命令：

db->close() ; // removes all references to Records and resets their references to the database

解決方案B.

擁有擁有一切生命周期的“代幣”：

shared_ptr<LifespanToken> token = ... ;

Database* ptr = new Database ( token ) ;
Record * record = ptr->recordNamed ( "christopher" ) ;

這個想法是令牌擁有生命周期。 這是解決保留周期問題的手動方法，但這需要您了解人們將如何使用該系統！ 你必須事先了解很多。 這在數據庫的上下文中是有意義的，但您不希望必須為代碼的每一段都執行此操作。 值得慶幸的是，循環主要出現在可以執行此操作的上下文中，並且大多數循環可以使用weak_ptr進行修復。