# 共享資源的智能指針——shared_ptr
shared_ptr被用來表示共享的擁有權。也就是說,當兩段代碼都需要訪問一些數據,而它們又都沒有獨占該數據的所有權(從某種意義上來說就是該段代碼負責銷毀該對象)。這是我們就需要shared_ptr。shared_ptr是一種計數指針。當引用計數變為0時,shared_ptr所指向的對象就會被刪除。下面我們用一段代碼來說明這點。
```
void test()
{
shared_ptr p1(new int); // 計數是1
{
shared_ptr p2(p1); //計數是2
{
shared_ptr p3(p1); // 計數是3
} //計數變為2
} //計數變為1
} // 在此,計數變為0。同時int對象被刪除
```
現在來看一個更為實際的例子。在這個例子中,我們用指針指向圖中的節點。一個需要解決的問題是當從一個節點上移除一個指針時并不知道時候還有其它指針指向這個節點。如果節點能夠擁有一些資源,從而需要析構器采取一些行動(一個典型的例子就是文件句柄。當節點被檢測到時,文件句柄相應的文件就會被關閉)。這樣以來,通過shared_ptr就可以解決這個問題。你可以認為使用shared_ptr的目的和你使用垃圾回收器的目的是一樣的。只是出處于經濟性的考慮,你沒有足夠的垃圾,或者執行環境不允許那么做,或者所管理的資源不僅僅是內存(如文件句柄)。例如:
```
struct Node { // 注意:其它的節點也可能指向該節點
shared_ptr left;
shared_ptr right;
File_handle f;
// …
};
```
這里Node的析構器(隱式的析構器即可)刪除了它的子節點。也就是說Node的析構器調用了left和right的析構器。因為left是一個shared_ptr,所以當left是最后一個指向該Node的指針時,該節點將會被刪除。處理right的方式和left的類似。f的析構器將按照f的要求執行。
需要注意的是,當僅需要將一個指針從一個擁有者傳個另一個時,你不應使用shared_ptr。這是unique_ptr的用途。unique_ptr會以更為小的開銷來更好的實現這個功能。如果你曾經使用計數指針作為工廠函數的返回值或者類似的情形,可以考慮升級使用unique_ptr而不是shared_ptr。
另外,不要不加思考地把指針替換為shared_ptr來防止內存泄露。shared_ptr并不是萬能的,而且使用它們的話也是需要一定的開銷的:
* 環狀的鏈式結構shared_ptr將會導致內存泄露(你需要一些邏輯上的復雜化來打破這個環。比如使用weak_ptr)。
* 共享擁有權的對象一般比限定作用域的對象生存更久。從而將導致更高的平均資源使用時間。
* 在多線程環境中使用共享指針的代價非常大。這是因為你需要避免關于引用計數的數據競爭。
* 共享對象的析構器不會在預期的時間執行。
* 與非共享對象相比,在更新任何共享對象時,更容易犯算法或者邏輯上的錯誤。
shared_ptr用于表示共享擁有權。然而共享擁有權并不是我的初衷。在我看來,一個更好的辦法是為對象指明擁有者并且為對象定義一個可以預測的生存范圍。
同時可參考:
* the C++ draft: Shared_ptr (20.7.13.3)
(翻譯:Yibo Zhu)
- C++11 FAQ中文版 - C++11 FAQ
- Stroustrup先生關于中文版的授權許可郵件
- Stroustrup先生關于C++11 FAQ的一些說明
- 關于C++11的一般性的問題
- 您是如何看待C++11的?
- 什么時候C++0x會成為一部正式的標準呢?
- 編譯器何時將會實現C++11標準呢?
- 我們何時可以用到新的標準庫文件?
- C++0x將提供何種新的語言特性呢?
- C++11會提供哪些新的標準庫文件呢?
- C++0x努力要達到的目標有哪些?
- 指導標準委員會的具體設計目標是什么?
- 在哪里可以找到標準委員會的報告?
- 從哪里可以獲得有關C++11的學術性和技術性的參考資料?
- 還有哪些地方我可以讀到關于 C++0x的資料?
- 有關于C++11的視頻嗎?
- C++0x難學嗎?
- 標準委員會是如何運行的?
- 誰在標準委員會里?
- 實現者應以什么順序提供C++11特性?
- 將會是C++1x嗎?
- 標準中的"concepts"怎么了?
- 有你不喜歡的C++特性嗎?
- 關于獨立的語言特性的問題
- __cplusplus宏
- alignment(對齊方式)
- 屬性(Attributes)
- atomic_operations
- auto – 從初始化中推斷數據類型
- C99功能特性
- 枚舉類——具有類域和強類型的枚舉
- carries_dependency
- 復制和重新拋出異常
- 常量表達式(constexpr)
- decltype – 推斷表達式的數據類型
- 控制默認函數——默認或者禁用
- 控制默認函數——移動(move)或者復制(copy)
- 委托構造函數(Delegating constructors)
- 并發性動態初始化和析構
- noexcept – 阻止異常的傳播與擴散
- 顯式轉換操作符
- 擴展整型
- 外部模板聲明
- 序列for循環語句
- 返回值類型后置語法
- 類成員的內部初始化
- 繼承的構造函數
- 初始化列表
- 內聯命名空間
- Lambda表達式
- 用作模板參數的局部類型
- long long(長長整數類型)
- 內存模型
- 預防窄轉換
- nullptr——空指針標識
- 對重載(override)的控制: override
- 對重載(override)的控制:final
- POD
- 原生字符串標識
- 右角括號
- 右值引用
- Simple SFINAE rule
- 靜態(編譯期)斷言 — static_assert
- 模板別名(正式的名稱為"template typedef")
- 線程本地化存儲 (thread_local)
- unicode字符
- 統一初始化的語法和語義
- (廣義的)聯合體
- 用戶定義數據標識(User-defined literals)
- 可變參數模板(Variadic Templates)
- 關于標準庫的問題
- abandoning_a_process
- 算法方面的改進
- array
- async()
- atomic_operations
- 條件變量(Condition variables)
- 標準庫中容器方面的改進
- std::function 和 std::bind
- std::forward_list
- std::future和std::promise
- 垃圾回收(應用程序二進制接口)
- 無序容器(unordered containers)
- 鎖(locks)
- metaprogramming(元編程)and type traits
- 互斥
- 隨機數的產生
- 正則表達式(regular expressions)
- 具有作用域的內存分配器
- 共享資源的智能指針——shared_ptr
- smart pointers
- 線程(thread)
- 時間工具程序
- 標準庫中的元組(std::tuple)
- unique_ptr
- weak_ptr
- system error