std::enable_shared_from_this使用场景

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描述

std::enable_shared_from_this使用场景

在很多场合,经常会遇到一种情况,如何安全的获取对象的this指针,一般来说我们不建议直接返回this指针,可以想象下有这么一种情况,返回的this指针保存在外部一个局部/全局变量,当对象已经被析构了。

但是外部变量并不知道指针指向的对象已经被析构了,如果此时外部使用了这个指针就会发生程序奔溃。既要像指针操作对象一样,又能安全的析构对象,很自然就想到,智能指针就很合适!

那么智能指针如何使用呢?现在我们来看一段代码。

#include 《iostream》 #include 《memory》 class Widget{ public: Widget(){ std::cout 《《 “Widget constructor run” 《《 std::endl; } ~Widget(){ std::cout 《《 “Widget destructor run” 《《 std::endl; } std::shared_ptr《Widget》 GetSharedObject(){ return std::shared_ptr《Widget》(this); } }; int main() { std::shared_ptr《Widget》 p(new Widget()); std::shared_ptr《Widget》 q = p-》GetSharedObject(); std::cout 《《 p.use_count() 《《 std::endl; std::cout 《《 q.use_count() 《《 std::endl; return 0; }

编译运行后程序输出如下:

Widget constructor run 1 1 Widget destructor run Widget destructor run 22:06:45: 程序异常结束。

从输出我们可以看到,调用了一次构造函数,却调用了两次析构函数,很明显这是不正确的。而std::enable_shared_from_this正是为了解决这个问题而存在。

02

std::enable_shared_from_this原理和实战

前面我们说使用std::enable_shared_from_this能解决安全获取this指针的问题。在使用之前,我们先来了解下std::enable_shared_from_this是什么?为什么能解决这个问题?std::enable_shared_from_this定义如下:

template《class _Tp》 class _LIBCPP_TEMPLATE_VIS enable_shared_from_this { mutable weak_ptr《_Tp》 __weak_this_; protected: _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY _LIBCPP_CONSTEXPR enable_shared_from_this() _NOEXCEPT {} _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY enable_shared_from_this(enable_shared_from_this const&) _NOEXCEPT {} _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY enable_shared_from_this& operator=(enable_shared_from_this const&) _NOEXCEPT {return *this;} _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY ~enable_shared_from_this() {} public: _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY shared_ptr《_Tp》 shared_from_this() {return shared_ptr《_Tp》(__weak_this_);} _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY shared_ptr《_Tp const》 shared_from_this() const {return shared_ptr《const _Tp》(__weak_this_);} #if _LIBCPP_STD_VER 》 14 _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY weak_ptr《_Tp》 weak_from_this() _NOEXCEPT { return __weak_this_; } _LIBCPP_INLINE_VISIBILITY weak_ptr《const _Tp》 weak_from_this() const _NOEXCEPT { return __weak_this_; } #endif // _LIBCPP_STD_VER 》 14 template 《class _Up》 friend class shared_ptr; };

std::enable_shared_from_this是模板类,内部有个_Tp类型weak_ptr指针,调用shared_from_this成员函数便可获取到_Tp类型智能指针,从这里可以看出,_Tp类型就是我们的目标类型。

再来看看std::enable_shared_from_this的构造函数都是protected,因此不能直接创建std::enable_from_shared_from_this类的实例变量,只能作为基类使用。因此使用方法如下代码所示:

#include 《iostream》 #include 《memory》 class Widget : public std::enable_shared_from_this《Widget》{ public: Widget(){ std::cout 《《 “Widget constructor run” 《《 std::endl; } ~Widget(){ std::cout 《《 “Widget destructor run” 《《 std::endl; } std::shared_ptr《Widget》 GetSharedObject(){ return shared_from_this(); } }; int main() { std::shared_ptr《Widget》 p(new Widget()); std::shared_ptr《Widget》 q = p-》GetSharedObject(); std::cout 《《 p.use_count() 《《 std::endl; std::cout 《《 q.use_count() 《《 std::endl; return 0; }

这里为什么要创建智能指针p而不是直接创建裸指针p?根本原因在于std::enable_shared_from_this内部的weak_ptr,若只是创建裸指针p,那么p被delete后仍然面对不安全使用内部this指针问题。

因此p只能被定义为智能指针。当p被定义为shared_ptr智能指针后,p指针引用计数是1(weak_ptr不会增加引用计数),再通过shared_from_this获取内部this指针的智能指针,则p的引用计数变为2。

现编译运行输出如下:

Widget constructor run 2 2 Widget destructor run

正确的返回了智能指针,p和q的引用计数都是2,且只调用了一次构造函数和析构函数,不会错误的析构对象多次。

编辑:jq

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