Weak ptr
weak_ptr
该类型指针通常不单独使用,只能和shared_ptr搭配使用。借助 weak_ptr 类型指针, 我们可以获取 shared_ptr 指针的一些状态信息,比如有多少指向相同的 shared_ptr 指针、shared_ptr 指针指向的堆内存是否已经被释放等等。
weak_ptr是用来解决shared_ptr相互引用时的死锁问题,如果说两个shared_ptr相互引用,那么这两个指针的引用计数永远不可能下降为0,资源永远不会释放。它是对对象的一种弱引用,不会增加对象的引用计数,和shared_ptr之间可以相互转化,shared_ptr可以直接赋值给它,它可以通过调用lock函数来获得shared_ptr。
weak_ptr指针的创建
- 可以创建一个空 weak_ptr 指针,例如:
std::weak_ptr<int> wp1;
- 凭借已有的 weak_ptr 指针,可以创建一个新的 weak_ptr 指针,例如:
std::weak_ptr<int> wp2 (wp1);
若 wp1 为空指针,则 wp2 也为空指针;反之,如果 wp1 指向某一 shared_ptr 指针拥有的堆内存,则 wp2 也指向该块存储空间(可以访问,但无所有权)。
- weak_ptr 指针更常用于指向某一 shared_ptr 指针拥有的堆内存,因为在构建 weak_ptr 指针对象时,可以利用已有的 shared_ptr 指针为其初始化。例如:
std::shared_ptr<int> sp (new int);
std::weak_ptr<int> wp3 (sp);
由此,wp3 指针和 sp 指针有相同的指针。再次强调,weak_ptr 类型指针不会导致堆内存空间的引用计数增加或减少。
weak_ptr提供的成员方法
成员方法 | 功 能 |
---|---|
operator=() | 重载 = 赋值运算符,是的 weak_ptr 指针可以直接被 weak_ptr 或者 shared_ptr 类型指针赋值。 |
swap(x) | 其中 x 表示一个同类型的 weak_ptr 类型指针,该函数可以互换 2 个同类型 weak_ptr 指针的内容。 |
reset() | 将当前 weak_ptr 指针置为空指针。 |
use_count() | 查看指向和当前 weak_ptr 指针相同的 shared_ptr 指针的数量。 |
expired() | 判断当前 weak_ptr 指针为否过期(指针为空,或者指向的堆内存已经被释放)。 |
lock() | 如果当前 weak_ptr 已经过期,则该函数会返回一个空的 shared_ptr 指针;反之,该函数返回一个和当前 weak_ptr 指向相同的 shared_ptr 指针 |
循环引用
class CB;
class CA
{
public:
CA() { cout << "CA() called! " << endl; }
~CA() { cout << "~CA() called! " << endl; }
void set_ptr(shared_ptr<CB>& ptr) { m_ptr_b = ptr; }
void b_use_count() { cout << "b use count : " << m_ptr_b.use_count() << endl; }
void show() { cout << "this is class CA!" << endl; }
private:
shared_ptr<CB> m_ptr_b;
};
class CB
{
public:
CB() { cout << "CB() called! " << endl; }
~CB() { cout << "~CB() called! " << endl; }
void set_ptr(shared_ptr<CA>& ptr) { m_ptr_a = ptr; }
void a_use_count() { cout << "a use count : " << m_ptr_a.use_count() << endl; }
void show() { cout << "this is class CB!" << endl; }
private:
shared_ptr<CA> m_ptr_a;
};
void test_refer_to_each_other()
{
shared_ptr<CA> ptr_a(new CA());
shared_ptr<CB> ptr_b(new CB());
cout << "a use count : " << ptr_a.use_count() << endl;
cout << "b use count : " << ptr_b.use_count() << endl;
ptr_a->set_ptr(ptr_b);
ptr_b->set_ptr(ptr_a);
cout << "a use count : " << ptr_a.use_count() << endl;
cout << "b use count : " << ptr_b.use_count() << endl;
}
最后CA和CB的对象并没有被析构,其中的引用效果如下图所示,起初定义完ptr_a和ptr_b时,只有①③两条引用,然后调用函数set_ptr后又增加了②④两条引用,当test_refer_to_each_other这个函数返回时,对象ptr_a和ptr_b被销毁,也就是①③两条引用会被断开,但是②④两条引用依然存在,每一个的引用计数都不为0,结果就导致其指向的内部对象无法析构,造成内存泄漏。
解决循环引用
解决这种状况的办法就是将两个类中的一个成员变量改为weak_ptr
对象,因为weak_ptr
不会增加引用计数,使得引用形不成环,最后就可以正常的释放内部的对象,不会造成内存泄漏,比如将CB
中的成员变量改为weak_ptr
对象,代码如下:
class CB
{
public:
CB() { cout << "CB() called! " << endl; }
~CB() { cout << "~CB() called! " << endl; }
void set_ptr(shared_ptr<CA>& ptr) { m_ptr_a = ptr; }
void a_use_count() { cout << "a use count : " << m_ptr_a.use_count() << endl; }
void show() { cout << "this is class CB!" << endl; }
private:
weak_ptr<CA> m_ptr_a;
};
CA和CB的对象都被正常的析构了,引用关系如下图所示,流程与上一例子相似,但是不同的是④这条引用是通过weak_ptr建立的,并不会增加引用计数,也就是说CA的对象只有一个引用计数,而CB的对象只有2个引用计数,当test_refer_to_each_other这个函数返回时,对象ptr_a和ptr_b被销毁,也就是①③两条引用会被断开,此时CA对象的引用计数会减为0,对象被销毁,其内部的m_ptr_b成员变量也会被析构,导致CB对象的引用计数会减为0,对象被销毁,进而解决了引用成环的问题。
Reference
https://blog.csdn.net/qq_34992845/article/details/69218843