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Item 20:像std::shared_ptr一样使用std::weak_ptr可能造成dangle
自相矛盾的是,如果有一个像std::shared_ptr
的指针但是不参与资源所有权共享的指针是很方便的。换句话说,类似std::shared_ptr
的指针但是不影响对象的引用计数。这种类型的智能指针必须要解决一个std::shared_ptr
不存在的问题:可能指向已经销毁的对象。一个真正的智能指针应该跟踪所值对象,在dangle时知晓,比如当指向对象不再存在。那就是对std::weak_ptr
最精确的描述。
你可能想知道什么时候该用std::weak_ptr
。你可能想知道关于std::weak_ptr
API的更多。它什么都好除了不太智能。std::weak_ptr
不能解引用,也不能测试是否为空值。因为std::weak_ptr
不是一个独立的智能指针。它是std::shared_ptr
的增强。
这种关系在它创生之时就建立了。std::weak_ptr
通常从std::shared_ptr
上创建。当从std::shared_ptr
上创建std::weak_ptr
时两者指向相同的地方,但是std::weak_ptr
不会影响所指对象的引用计数:
auto spw = // spw构造后
std::make_shared<Widget>(); // 指向Widget
// 引用计数(RC)为1. (参见
// Item 21对于std::make_shared的描述)
…
std::weak_ptr<Widget> wpw(spw); // wpw指向相同的Widget
// RC保持为1
…
spw = nullptr; // RC 变为0,并且
// Widget销毁
// wpw不再dangle
std::weak_ptr
用expired来表示对象已经dangle。你可以用它直接做测试:
if (wpw.expired()) … // 如果wpw不再指向对象
但是通常你期望的是检查std::weak_ptr
缺少解引用操作,没有办法写这样的代码。即使有,将检查和解引用分开会引入竞态条件:在调用expired和解引用操作之间,另一个线程可能对是否过期,如果没有过期就再获取所指对象。听起来比做起来容易。因为std::weak_ptr
缺少解引用操作,没有办法写这样的代码。即使有,将检查和解引用分开会引入竞态条件:在调用expired和解引用操作之间,另一个线程可能对指向的对象重新赋值或者析构,并由此造成对象已析构。这种情况下,你的解引用将会产生未定义行为。
你需要的是一个原子操作实现检查是否过期,如果没有过期就访问所指对象。可以从std::weak_ptr
上创建std::shared_ptr
完成。