item19:control block creation for shared pointer

4.SmartPointers/item19.md

@@ -10,4 +10,47 @@ C++11中的`std::shared_ptr`将两者组合了起来。一个通过`std::shared_
 引用计数暗示着性能问题：
 + **std::shared_ptr大小是原始指针的两倍**，因为它内部包含一个指向资源的原始指针，还包含一个资源的引用技术值
 + **引用计数值必须动态分配**。 理论上，引用计数与所指对象关联起来，但是被指向的对象不知道这件事情。因此它们没有办法存放一个引用计数值。Item21会解释使用`std::make_shared`创建`std::shared_ptr`可以避免引用计数值的动态分配，但是还有一些`std::make_shared`不能使用的场景，这时候引用计数就会动态分配。
-+ **递增递减引用计数必须是原子性的**，因为多个reader、writer可能在不同的线程。
++ **递增递减引用计数必须是原子性的**，因为多个reader、writer可能在不同的线程。比如，指向某种资源的一个`std::shared_ptr`可能在一个线程执行析构，在另一个不同的线程，`std::shared_ptr`指向相同的对象，但是执行的确实拷贝操作。原则操作通常比非原子操作要慢，所以即使是引用计数，你也应该假定读写它们是存在开销的。
+
+我写道`std::shared_ptr`构造函数只是“通常”递增指向对象的引用计数值会不会让你有点好奇？创建一个指向对象的`std::shared_ptr`总是产生一个或多个指向对象的`std::shared_ptr`，所以为什么我没说**总是**增加引用计数值？
+
+原因是移动构造函数。从另一个`std::shared_ptr`移动构造新`std::shared_ptr`会将原来的`std::shared_ptr`设置为null，那意味着老的`std::shared_ptr`不再指向资源，同时新的`std::shared_ptr`指向资源。这样的结果就是不需要修改引用计数值。因此移动`std::shared_ptr`会比拷贝它要快：拷贝要求递增引用计数值，移动不需要。移动赋值运算符同理，所以移动赋值运算符也比拷贝赋值运算符快。
+
+类似`std::unique_ptr`（参加Item18），`std::shared_ptr`使用**delete**作为默认的资源销毁器，但是它也支持自定义的销毁器。这种支持有别于`std::unique_ptr`。对于`std::unique_ptr`来说，销毁器类型是智能指针类型的一部分。对于`std::shared_ptr`则不是：
+```CPP
+auto loggingDel = [](Widget *pw) 	//自定义销毁器
+				{ 					// (和Item 18一样)
+					makeLogEntry(pw);
+					delete pw;
+				};
+
+std::unique_ptr< 					// 销毁器类型是
+	Widget, decltype(loggingDel) 	// ptr类型的一部分
+	> upw(new Widget, loggingDel);
+std::shared_ptr<Widget> 			// 销毁器类型不是
+spw(new Widget, loggingDel); 		// ptr类型的一部分
+```
+`std::shared_ptr`的设计更为灵活。考虑有两个`std::shared_ptr`，每个自带不同的销毁器（比如通过lambda表达式自定义销毁器）：
+```CPP
+auto customDeleter1 = [](Widget *pw) { … };
+auto customDeleter2 = [](Widget *pw) { … }; 
+std::shared_ptr<Widget> pw1(new Widget, customDeleter1);
+std::shared_ptr<Widget> pw2(new Widget, customDeleter2);
+```
+因为**pw1**和**pw2**有相同的类型，所以它们都可以放到存放那个类型的对象的容器中：
+```CPP
+std::vector<std::shared_ptr<Widget>> vpw{ pw1, pw2 };
+```
+它们也能相互赋值，也可以传入参数为`std::shared_ptr<Widget>`的函数。但是`std::unique_ptr`就不行，因为`std::unique_ptr`把销毁器视作类型的一部分。
+
+另一个不同于`std::unique_ptr`的地方是，指定自定义销毁器不会改变`std::shared_ptr`对象的大小。不管销毁器是什么，一个`std::shared_ptr`对象都是两个指针大小。这是个好消息，但是它应该让你隐隐约约不安。自定义销毁器可以是函数对象，函数对象可以包含任意多的数据。它意味着函数对象是任意大的。`std::shared_ptr`怎么能引用一个任意大的销毁器而不使用更多的内存？
+
+它不能。它必须使用更多的内存。然而，那部分内存不是`std::shared_ptr`对象的一部分。那部分在堆上面，只要`std::shared_ptr`之定义了分配器，那部分内存随便在哪都行。我前面提到了`std::shared_ptr`对象包含了所指对象的引用计数值。每次，但是有点误导人。因为引用计数是另一个更大的数据结构的一部分，那个数据结构通常叫做**控制块**（control block）。控制块包含除了引用计数值外的一个自定义销毁器的拷贝，当然前提是存在自定义销毁器。如果用户还指定了自定义分配器，控制器也会包含一个分配器的拷贝。控制块可能还包含一些额外的数据，正如Item21提到的，一个次级引用计数weak count，但是目前我们先忽略它。我们可以想象`std::shared_ptr`对象在内存中是这样：
+
+![](../x.public/item19_1.png)
+
+当`std::shared_ptr`对象一创建对象控制块就建立了。至少我们期望是如此。通常，对于一个创建指向对象的`std::shared_ptr`的函数来说不可能知晓是否有其他`std::shared_ptr`早已指向那个对象，所以控制块的创建会遵循下面几条规则：
+
++ **std::make_shared总是创建一个控制块**(参见Item21)。它创建一个指向新对象的指针，所以可以肯定此时没有其他`std::make_shared`的控制块被调用。
++ **当从独占指针上构造出`std::shared_ptr`时会创建控制块（即std::unique_ptr或者std::auto_ptr）**。独占指针没有使用控制块，所以指针指向的对象没有关联其他控制块。（作为构造的一部分，`std::shared_ptr`侵占独占指针指向对象的独占权，所以`std::unique_ptr`被设置为null）
++ **当从原始指针上构造出`std::shared_ptr`时会创建控制块**。如果你想从一个早已存在控制块的对象上创建`std::shared_ptr`，你将假定传递一个`std::shared_ptr`或者`std::weak_ptr`作为构造函数实参，而不是原始指针。用`std::shared_ptr`或者`std::weak_ptr`作为构造函数实参创建`std::shared_ptr`不会创建新控制块，因为它可以依赖传递来的智能指针的控制块。