C++:共享指针shared_ptr的理解与应用 一 为什么要使用shared_ptr？ 在实际的 C++ 开发中，我们经常会遇到诸如程序运行中突然崩溃、程序运行所用内存越来越多最终不得不重启等问题，这些问题往往都是内存资源管理不当造成的。比如：有些内存资源已经被释放，但指向它的指针并没有改变指向（成为了野指针），并且后续还在使用；有些内存资源已经被释放，后期又试图再释放一次（重复释放同一块内存会导致程序运行崩溃）；没有及时释放不再使用的内存资源，造成内存泄漏，程序占用的内存资源越来越多。智能指针shared_ptr 是存储动态创建对象的指针，其主要功能是管理动态创建对象的销毁，从而帮助彻底消除内存泄漏和悬空指针的问题。 二 shared_ptr的原理和特点 基本原理:就是记录对象被引用的次数，当引用次数为 0 的时候，也就是最后一个指向该对象的共享指针析构的时候，共享指针的析构函数就把指向的内存区域释放掉。 特点:它所指向的资源具有共享性，即多个shared_ptr可以指向同一份资源，并在内部使用引用计数机制来实现这一点。 共享指针内存：每个 shared_ptr 对象在内部指向两个内存位置：指向对象的指针；用于控制引用计数数据的指针。 1.当新的 shared_ptr 对象与指针关联时，则在其构造函数中，将与此指针关联的引用计数增加1。 2.当任何 shared_ptr 对象超出作用域时，则在其析构函数中，它将关联指针的引用计数减1。如果引用计数变为0，则表示没有其他 shared_ptr 对象与此内存关联，在这种情况下，它使用delete函数删除该内存。 shared_ptr像普通指针一样使用，可以将*和->与 shared_ptr 对象一起使用，也可以像其他 shared_ptr 对象一样进行比较; 三 shared_ptr的使用 3.1.构造函数创建 3.2.make_shared辅助函数创建 建议使用make_shared的方式构造 3.3 自定义所指堆内存的释放规则 在初始化 shared_ptr 智能指针时，还可以自定义所指堆内存的释放规则，这样当堆内存的引用计数为 0 时，会优先调用我们自定义的释放规则。 在某些场景中，自定义释放规则是很有必要的。比如，对于申请的动态数组来说，shared_ptr 指针默认的释放规则是不支持释放数组的，只能自定义对应的释放规则，才能正确地释放申请的堆内存。 对于申请的动态数组，释放规则可以 使用 C++11 标准中提供的 default_delete 模板类 可以自定义释放规则 四 shared_ptr常用函数 get()函数，表示返回当前存储的指针（就是被shared_ptr所管理的指针） 。但是不建议使用get()函数 shared_ptr 关联的原始指针，因为如果在 shared_ptr 析构之前手动调用了delete函数，会导致错误 use_count()函数，表示当前引用计数 reset()函数，表示重置当前存储的指针 operator*，表示返回对存储指针指向的对象的引用。它相当于：* get（）。operator->，表示返回指向存储指针所指向的对象的指针，以便访问其中一个成员。跟get函数一样的效果。 示例1：shared_ptr的基础应用： 示例2：shared_ptr作返回值 示例3：容器中的shared_ptr-记得用erease节省内存 对于一块内存，shared_ptr类保证只要有任何shared_ptr对象引用它，他就不会被释放掉。由于这个特性，保证shared_ptr在不用之后不再保留就非常重要了，通常这个过程能够自动执行而不需要人工干预，有一种例外就是我们将shared_ptr放在了容器中。所以永远不要忘记erease不用的shared_ptr。 示例4：shared_ptr：对象共享相同状态使用shared_ptr在一个常见的原因是允许多个多个对象共享相同的状态，而非多个对象独立的拷贝！ 示例5：shared_ptr管理动态数组 默认情况下，shared_ptr指向的动态的内存是使用delete来删除的。这和我们手动去调用delete然后调用对象内部的析构函数是一样的。与unique_ptr不同，shared_ptr不直接管理动态数组。如果希望使用shared_ptr管理一个动态数组，必须提供自定义的删除器来替代delete 。 五 注意 5.1.常见错误(注意以下代码全是错误代码) 1.不能使用原始指针初始化多个shared_ptr。 2.不允许以暴露裸漏的指针进行赋值 隐式调用它构造函数 3.不要用栈中的指针构造 shared_ptr 对象 shared_ptr 默认的构造函数中使用的是delete来删除关联的指针，所以构造的时候也必须使用new出来的堆空间的指针。当 shared_ptr 对象超出作用域调用析构函数delete 指针&x时会出错。 4.不要使用shared_ptr的get()初始化另一个shared_ptr 5. 多线程中使用 shared_ptr shared_ptr的引用计数本身是安全且无锁的，但对象的读写则不是，因为shared_ptr 有两个数据成员，读写操作不能原子化。shared_ptr 的线程安全级别和内建类型、标准库容器、std::string 一样，即：一个 shared_ptr 对象实体可被多个线程同时读取两个 shared_ptr 对象实体可以被两个线程同时写入，“析构”算写操作如果要从多个线程读写同一个 shared_ptr 对象，那么需要加锁
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