shared_ptr template< class T > class shared_ptr; (C++11 起) 多个shared_ptr管理同一个指针,仅当最后一个shared_ptr析构时,指针才被 引用计数指的是,所有管理同一个裸指针(raw pointer)的shared_ptr,都共享一个引用计数器,每当一个shared_ptr被赋值(或拷贝构造)给其它shared_ptr时,这个共享的引用计数器就加 多个无关的shared_ptr管理同一裸指针 只能通过复制构造或复制赋值其值给另一 shared_ptr ,将对象所有权与另一 shared_ptr 共享。 用另一 shared_ptr 所占有的底层指针创建新的 shared_ptr 导致未定义行为。 (shared_ptr p1, shared_ptr p2); // 使用 f(shared_ptr(new A), shared_ptr(new B));
但只有 shared_ptr 是最接近普通指针的一种智能指针,他具有一些非常良好的特性,比如计数器等等,使用 shared_ptr 可以让我们不用花费精力在内存回收上。 其他的一些指针与 shared_ptr 的区别如下表: 本文主要介绍 shared_ptr 的一些特性,以后如果你使用到 boost 库,那么用到这个智能指针也会是最多的。 2、boost::shared_ptr不需要手动的调用类似release****方法: 它不像侵入式实现的智能指针一样需要手动的调用类似release方法,全部用由shared_ptr内部的计数器自动增减 例如std::vector<int*> IntVec,使用shared_ptr方式为std::vector<boost::shared_ptr > IntptrVec. 4、boost::shared_ptr boost::shared_ptr ptr_obj001(new MyClass()); cout << ptr_obj001.use_count() << endl; boost::shared_ptr
阶段 特点 问题 优化 早期 大量使用 shared_ptr 捕获 this 循环引用、内存泄漏 改成 weak_ptr 中期 shared_ptr 在百万 IOPS 下性能瓶颈 5~15% CPU 新版部分改 intrusive_ptr,部分用裸指针 BlueStore shared_ptr<Buffer>、shared_ptr<Extent> buffer 分配 + 原子操作开销大 大量切 intrusive_ptr Objecter 用 shared_ptr<Op> 追踪请求 回调泄漏问题明显 改 intrusive_ptr + 智能 weak 回调 librados 客户端 API 仍暴露 shared_ptr 兼容性考虑 对外 shared_ptr,内部 intrusive_ptr 2.1 问题背景 Ceph 没有完全放弃 shared_ptr,但在核心路径上几乎全部替换成 intrusive_ptr。 对比 • shared_ptr 内部引用计数是 原子操作,在多个线程中复制、销毁智能指针是安全的。
Several shared_ptr objects may own the same object. https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/shared_ptr 特性2: 共享,使用shared_ptr的指针可以共享同一块内存中的数据。 思想是:该类型智能指针在实现上采用的是引用计数机制,即便有一个 shared_ptr 指针放弃了堆内存的“使用权”(引用计数减 1),也不会影响其他指向同一堆内存的 shared_ptr 指针(只有引用计数为 <_Tp> template<class _Tp> template<class _Yp> shared_ptr<_Tp>::shared_ptr(_Yp* __p, typename /shared_ptr/ https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/shared_ptr http://c.biancheng.net/view/7898.html
所以: shared_from_this() 实际上就是 “把自己之前保存的弱引用 weak_ptr 转回一个强引用 shared_ptr”。 • 当你用 std::make_shared<T>() 或用 std::shared_ptr<T>(new T) 创建 shared_ptr 时,shared_ptr 的实现会检测到对象继承了 enable_shared_from_this <T>,并在构造完成后把刚创建的 shared_ptr 或其控制块写入对象的 weak_this_。 • 因此 shared_from_this() 不是“自己去找”这个 shared_ptr,而是“之前创建 shared_ptr 的代码已经把它塞进来了” // 当 make_shared 创建对象/ • shared_from_this() 从 weak_ptr 锁出新 shared_ptr,引用计数变 2。
中说到,如果有可能就使用unique_ptr,然后很多时候对象是需要共享的,因此shared_ptr也就会用得很多。 shared_ptr允许多个指向同一个对象,当指向对象的最后一个shared_ptr销毁时,该对象也就会自动销毁。因此,善用shared_ptr,能够远离内存泄漏。 存放于容器中的shared_ptr 如果你的容器中存放的是shared_ptr,而你后面又不再需要它时,记得使用erase删除那些不要的元素,否则由于引用计数一直存在,其对象将始终得不到销毁,除非容器本身被销毁 */ std::shared_ptr<std::string> sp2(p); return 0; } 这样会导致两个shared_ptr管理同一个对象,当其中一个被销毁时,其管理的对象会被销毁 总结 以上就是shared_ptr基本内容,一般来说,规范使用shared_ptr能很大程度避免内存泄露。注意,shared_ptr提供,*,->操作,不直接提供指针运算和[]。
C++智能指针shared_ptr 学习路线:C++智能指针shared_ptr->C++智能指针unique_ptr->C++智能指针weak_ptr 简介:本文讲解常用的智能指针的用法和原理, 包括shared_ptr,unique_ptr,weak_ptr。 shared_ptr 概述 shared_ptr(共享指针),对于同一个Object,共享指针会记录有多少个指针指向同一个物体,当指向Object的指针计数为0的时候,Object对象就会释放,省去了delete 使用方法 引用头文件 #include<memory> // 引入头文件 using namespace std; 定义方法 // 方式一 推荐 shared_ptr<int> p = make_shared <int>(100); // 方式二 shared_ptr<int> p = new int(100); 自动管理内存 学习代码 #include<memory> #include<iostream>
std中关于shared_ptr智能指针的应用,常用在网络连接管理 数据库连接、共享变量,用于自动内存资源管理(RAII机制) 但是shared_ptr其实不是线程安全的,是因为ref指针跟cnt计数是两个部分 DataManager { public: DataManager() : data_(new T) {}; private: std::shared_ptr typeclass DataManager { public: DataManager() : data_(new T) {}; std::shared_ptr return data_; } void modify(const T& new_obj) { //替换data_ std::shared_ptr = std::make_shared<T> (new_obj); data_ = tmp; } private: std::shared_ptr
意思是说: shared_ptr的引用计数本身是安全且无锁的。 多线程环境下,调用不同shared_ptr实例的成员函数是不需要额外的同步手段的 ? Reading a shared_ptr from two threads // thread A shared_ptr<int> p2(p); // reads p // thread B shared_ptr 图 1:shared_ptr 的数据结构。 为了简化并突出重点,后文只画出 use_count 的值: ? 以上是 shared_ptr<Foo> x(new Foo); 对应的内存数据结构。 2:多线程无保护读写 shared_ptr 可能出现的 race condition 考虑一个简单的场景,有 3 个 shared_ptr<Foo> 对象 x、g、n: shared_ptr<Foo> g(new Foo1); // 线程之间共享的 shared_ptr shared_ptr<Foo> x; // 线程 A 的局部变量 shared_ptr<Foo> n(new Foo2); // 线程
→ shared_ptr (✅ 安全) // unique_ptr 可以转换为 shared_ptr(移动语义) std::unique_ptr<MyClass> unique = std::make_unique (unique == nullptr); 2. shared_ptr → unique_ptr (❌ 不安全) std::shared_ptr<MyClass> shared = std::make_shared 转换工具函数(C++17+): // unique_ptr → shared_ptr template<typename T> std::shared_ptr<T> make_shared_from_unique (std::unique_ptr<T>&& unique) { return std::shared_ptr<T>(std::move(unique)); } // shared_ptr → shared_ptr → unique_ptr:❌ 不安全,应避免 设计时应明确所有权策略,避免混用 当需要共享所有权时,直接从源头使用 shared_ptr
继续深挖一下,这个问题会出现在 shared_ptr 吗?答案是不会。这又引入了另一个问题,shared_ptr 和 unique_ptr 的封装有什么不同? shared_ptr 的封装按理说 shared_ptr.reset 的时候需要 delete ptr 就需要 ptr 的类型(错了请指正),而 shared_ptr 的 template type 可以是 shared_ptr 怎么处理 Deleter 呢? 而因为 shared_ptr 构造的时候要求必须是 complete type,control block已经知道怎么析构了,shared_ptr 析构的时候就调用个虚函数,具体事情它不管的。 类似于虚函数,shared_ptr 相当于在运行时绑定了删除器。
1. shared_ptr 介绍 使用过Boost的话对shared_ptr一定有很深的印象。 多个shared_ptr指向同一个对象,每个shared_ptr会使对象的引用计数加+1,当引用计数为0时, 对象将被析构。 shared_ptr 的构造 我们期望shared_ptr的行为尽量的接近原始指针的行为。所以shared_ptr应该支持三种构造方式 a. 空构造类似与void* p =NULL; b. shared_ptr可以通过原始对象指针构造,类似于void* p = q; c. shared_ptr 可以通过已存在的shared_ptr 有时需要知道shared_ptr当前引用计数的值,通过shared_ptr获取原始指针理所当然。
多个 shared_ptr 实例可以同时管理同一个对象,当最后一个持有该对象的 shared_ptr 被销毁时,对象才会被自动释放。 原理2.1 引用计数机制shared_ptr 的核心是引用计数(reference count):每个被管理的对象都有一个关联的引用计数器,记录当前有多少个 shared_ptr 指向它当创建新的 shared_ptr 拷贝时,引用计数增加 1当 shared_ptr 被销毁或重置时,引用计数减少 1当引用计数变为0时,对象被自动删除2.2 控制块结构shared_ptr 内部通过控制块(control block) 2.4 简化版 shared_ptr 实现下面通过实现简化版 shared_ptr 理解其工作原理:#include <atomic>#include <utility>// 前向声明template <int[]>());使用 weak_ptr 解决循环引用在双向链表、树等数据结构中,父节点持有子节点的 shared_ptr,子节点持有父节点的 weak_ptr线程安全注意事项shared_ptr
以下是一个结合 std::shared_ptr 和 Qt 线程池(QThreadPool)的完整案例,展示了如何在多线程任务中安全管理资源,避免内存泄漏。 案例场景 任务目标:在后台线程中处理一个耗时的图像检测任务,任务对象通过 std::shared_ptr 管理。 关键需求: 确保任务对象在任务完成后自动释放。 通过 shared_ptr 管理生命周期: std::shared_ptr<MyTask> task = std::make_shared<MyTask>(inputImage); shared_ptr 避免循环引用: 如果任务对象持有指向主窗口的指针,需使用原始指针或 weak_ptr,避免 shared_ptr 循环引用导致内存泄漏。 通过此案例,您可以安全地在 Qt 线程池中使用 std::shared_ptr,确保资源生命周期正确管理。
std::make_shared 是 C++ 标准库的一部分,用于创建 std::shared_ptr。 std::shared_ptr 和 QSharedPointer: 这两个类模板都实现了共享所有权的智能指针,它们通过引用计数来管理对象的生命周期。 std::shared_ptr 是 C++11 引入的标准库智能指针,适用于所有 C++ 程序。 命名空间和使用场景: 命名空间确实不同,std::shared_ptr 位于 std 命名空间中,而 QSharedPointer 位于 Qt 的命名空间中。 std::shared_ptr 和 QSharedPointer 在功能上相似,但它们分别属于不同的库,并且在某些特定场景下可能更适合使用其中一个。
//指向一个值为42的int的shared_ptr shared_ptr<int> p = make_shared<int>(42); //p2指向一个值为10个'9'的string shared_ptr 引用计数:shared_ptr类所指向的对象都有一个引用计数 但对shared_ptr类进行拷贝时,计数器就会增加。 例如:当用一个shared_ptr初始化另一个shared_ptr、或者它作为参数传递给一个函数以及作为函数的返回值,它所关联的计数器就会增加 当我们给让shared_ptr指向另一个对象或者shared_ptr shared_ptr类是通过析构函数来完成销毁工作的 内存浪费:因为只有在销毁掉最后一个shared_ptr时,该指针所指向的内存才会释放,因此如果你忘记了销毁程序不再需要的shared_ptr,程序仍然正在执行 ,那么就造成内存浪费 五、shared_ptr与作用域的关系 shared_ptr类所指向的内存何时被释放,与shared_ptr类的生存周期有关 演示案例: 首先我们定义下面的函数返回一个指向于一个值的
②shared_ptr 在C++中,shared_ptr是一个智能指针(smart pointer)类模板,用于管理动态分配的内存资源。 shared_ptr具有以下特点: 共享所有权:多个shared_ptr实例可以同时指向同一个对象,它们共享对所指向对象的所有权。 循环引用问题 循环引用问题指的是在使用shared_ptr管理对象时,存在两个或多个对象相互持有shared_ptr,形成一个循环引用的情况。 如果原始的 shared_ptr 已经被释放,lock() 返回一个空的 shared_ptr。 lock:获取一个有效的 shared_ptr,用于操作所观察的对象。如果原始的 shared_ptr 已经被释放,返回一个空的 shared_ptr。
在博文https://blog.csdn.net/qq_27717921/article/details/82940519已经介绍了unique_ptr和shared_ptr的使用,但是这两类的智能指针是如何做到管理指针的呢 shared_ptr 头文件 template <typename T> class SharedPointer { public: SharedPointer(T *ptr = nullptr, const 构造函数 shared_ptr<int> p1(new int (2)); SharedPointer(T *ptr = nullptr, const std::function<void(T*)> & 采用new返回的指针初始化shared_ptr,调用构造函数,在堆上开辟一块存储空间,存放指向这块空间指针的数量,这块空间的地址初始化use_c. new int(2)返回的指针用于初始化p. 2. shared_ptr 中release()只会在shared_ptr的析构函数中被调用。
和 unique 不同的是,它允许自身对象(shared_ptr)被复制,复制出来的 shared_ptr 所托管的指针都指向同一块内存空间。 而它的每一份拷贝(shared_ptr自身)都会有一个引用计数,资源的释放由生命周期中最后一个 shared_ptr 负责。 设计上与 shared_ptr 搭配使用,因为 shared_ptr 存在一个问题,就是循环引用计数递增而导致的内存泄漏。 比如说: 【伪代码】 class node{ shared_ptr<node> start; shared_ptr<node> end; } shared_ptr<node> nn = 所以,weak_ptr 的作用就是作为一个 "观察者" 访问 shared_ptr 本身,而不是 shared_ptr 所托管的资源。
有两个数据成员,读写操作不能原子化”使得多线程读写同一个 shared_ptr 对象需要加锁 废话不多说直接开始,面试官不喜欢 怎么回答 前段时间我面试过几个校招生,每当我问到是否了解shared_ptr 怎么做到多个shared_ptr之间的计数能共享,同步更新的呢 1. shared_ptr 的数据结构是什么 shared_ptr 是引用计数型(reference counting)智能指针, 几乎所有的实现都采用在堆(heap)上放个计数值(count)的办法 具体的数据结构如图 .html 考虑一个简单的场景,有 3 个 shared_ptr<Foo> 对象 x、g、n: shared_ptr<Foo> g(new Foo); // 线程之间共享的 shared_ptr shared_ptr : " << sp1.use_count() << std::endl; } void thread_write(std::shared_ptr<Base> sp1) { std::shared_ptr