不用weak_ptr就行

Question

我找到了一个关于使用带有弱指针的观察者线程的这里示例：

std::thread observer;

void observe(std::weak_ptr<int> wp) {
 //Start observer thread
 observer = std::thread([wp](){
  while(true) {
   std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));

   //Try acquiring a shared_ptr from weak_ptr
   if(std::shared_ptr<int> p = wp.lock()) {
    //Success
    std::cout << "Observing: " << *p << "\n";
   } else {
    //The managed object is destroyed. 
    std::cout << "Stop\n";
    break;
   }
  }
 });
}

但我想知道为什么要用弱指针？

通过函数参数使用共享指针的副本，观察者函数非常可能如下所示：

void observe(std::shared_ptr<int> sp) {
 observer = std::thread([sp](){
  while(true) {
   std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));

   if(sp.use_count() > 1) {
    //Success
    std::cout << "Observing: " << *p << "\n";
   } else {
    //The managed object is about to be destroyed. 
    std::cout << "Stop\n";
    break;
   }
  }
 });
}

因此，如果指向对象的计数器为1，我们可以肯定地知道，在函数返回时，dinamic对象将被删除。

Answer 1

在这个问题上对shared_ptr::use_count引入的可能的数据竞争进行了有益而有趣的讨论，最初的目的是用于调试。

但是，抛开所有这些，考虑一下在您的示例中，当独立地添加第二个观察者时会发生什么。现在，使用计数永远不会降到2以下，shared_ptr也不会被删除。但薄弱的参考解决方案将继续发挥作用，不需要对潜在的种族进行深入思考。

也许在最初的设计中，从来没有考虑过第二个观察者。但这并不意味着在将来的某个时候这看起来不是个好主意

Answer 2

在提供的第一个示例中，“观察者”投票(大约。)每秒钟查看观察到的对象是否已过期。这是因为wp.lock()返回一个指向未过期对象的共享指针(wp.expired()==false)。

//The managed object is destroyed.的评论并不完全准确。该对象已过期并已被销毁，或者某个线程即将或正在销毁它--但它可能不会被销毁。

所以，撇开代码不算什么不准确的地方，这是可行的。

但是，第二个示例中提出的代码假定，因为use_count()是1，所以std::shared_ptr<int> sp是“它的最后一个类”，当共享所有者在lambda函数返回时被破坏时，对象将被销毁。

一般不是这样的。可能有一个引用该对象的weak_ptr<>，如果在调用use_count()(*)之后对该对象调用lock()，那么使用计数将增加到2，并且从lambda函数返回(当线程进入终止时)不会导致对象被破坏。

这里的要点是，一旦任何weak_ptr<>从expired()返回true，该对象就会被销毁，并且没有任何有效的用途可以获得它的另一个shared_ptr<>。但是，共享指针可以从弱指针获得(如果至少保留一个共享指针)。

请参阅C++ Reference on expired()中的这篇注释，这很能说明问题(我的重点是)：

如果托管对象在线程之间共享，则此函数本质上是动态的。特别是，一个错误的结果可能会在它被使用之前变得陈旧。一个真实的结果是可靠的。

但是，尽管存在shared_ptr<>，但任何weak_ptr<>::lock()都可能在对象的“锁”中成功，并创建一个新的shared_ptr<>，但是一旦对象过期，就不会/不能(以某种方式)暂缓执行。

这是“参考计数”设计的一个共同特点。唯一真正可靠的计数是0如果您不实现弱指针，您可以通过努力计数引用，并计算出是否可以说明所有的共享所有者。但是如果你确实实现了弱指针，那么游戏就结束了。

如果你决定开始计算弱指针，并在此基础上做出关于毁灭的决定，那么它们就不再是弱指针了，这是一个完全不同的游戏。

然而，请注意，关于“参考计数”的推理是一个小把戏。只需要两个观察线程(来自问题)就会陷入死锁，其中每个线程都在等待对方释放它们的所有权来销毁对象。代码的某些角落可以玩这个游戏，但它不是管理共享所有权的可靠模型。

脚注：

我强烈建议不要在调试以外的任何事情中使用use_count()，因为唯一真正有意义的返回值是0，这相当于expired()==true。

IMHO use_count()在C++标准库中是一个不常见的错误，其中“帮助调试”成员已被公开，不可避免地会导致开发人员误入歧途，并将类锁定到标准库通常没有的特定设计中。

(*)或在其他情况下未反映在返回的使用计数中，例如关于返回的计数的轻松内存障碍。

Answer 3

除了use_count比weak_ptr更难正确使用之外，您的程序的行为与最初的示例不同。

在您的代码中，只要观察线程运行，线程捕获的shared_ptr将使对象保持活动。这意味着，在最坏的情况下，您将不得不等待大约1秒后，最后一个所有者死亡之前，观察到的对象被实际销毁。与之形成对比的是，在最初的示例中，您最多只能等待weak_ptr发布其副本，这既不太可能发生，也对对象的生存期有更短的预期效果。

在int的情况下，等待一秒钟毁灭可能并不是什么大不了的事。但请考虑一个更病态的例子，即观察到的对象在其析构函数中执行实质性操作，观察者线程以每天一次检查的频率运行.