用C++11 make_shared替代shared_ptr

我们先看一下shared_ptr的成员结构

shared_ptr 由继承_Ptr_base而来

class shared_ptr : public _Ptr_base<_Ty>
1

_Ptr_base有两个成员，_Ptr用于指向管理的资源，_Rep用于指向引用计数对象

template <class _Ty>
class _Ptr_base {

private:
    element_type* _Ptr{nullptr};
    _Ref_count_base* _Rep{nullptr};
}
1
2
3
4
5
6
7

_Ref_count_base对象有两个成员，_Uses 表示有多少个shared_ptr指向资源，_Weaks表示有多少个weak_ptr指向资源

// CLASS _Ref_count_base
class __declspec(novtable) _Ref_count_base {
private:
    _Atomic_counter_t _Uses  = 1;   // 多少个shared_ptr指向资源
    _Atomic_counter_t _Weaks = 1;   // 多少个weak_ptr观察资源
}
1
2
3
4
5
6

shared_ptr<int> sp1(new int(10));
1

shared_ptr<int> sp2(sp1);  // 调用shared_ptr的拷贝构造，引用计数_Uses++，只存在一个引用计数对象
weak_ptr<int> wp2(sp1);    // 调用weak_ptr的拷贝构造，引用计数_Weaks++，只存在一个引用计数对象
1
2

调用智能指针的拷贝构造，会修改相应的引用计数，如果调用智能指针的构造函数，就会产生新的引用计数对象

• int(10)这块资源释放：只要_Uses为0，立马释放
• 引用计数对象空间释放：_Uses和_Weaks全都为0

即这两块内存分两次new出来的，可以分开释放，weak_ptr的lock方法会返回shared_ptr，会使得_Uses++而_Weaks不变

手动调用new缺陷： 如果 shared_ptr sp1(new int(10)) 这行代码中的new int(10) 执行成功了，而shared_ptr的构造函数执行失败了，就不会有引用计数的_Ref_count_base对象，就意味着不存在shared_ptr对象，就不会调用shared_ptr的析构函数，那我们new出来的堆区资源也就不会释放了

shared_ptr<int> sp3 = make_shared<int>(10);
1

用make_shared的原理如图，代码上不会再看见显式的new运算符，我们如果调用shared_ptr构造函数时，会手动new一次资源，shared_ptr的构造函数又会new一个引用计数的对象，如果两次new不能都成功，就会有资源泄露

而make_shared把资源和引用计数的对象放在连续的空间中，就只需要new一次，解决了上面的问题。new失败没有资源泄露，new成功析构函数会释放资源

make_shared优点： 申请空间效率高，防止了资源泄露

make_shared缺点：

1. 无法自定义删除器，默认析构函数是delete，无法管理打开的文件。如果想自定义删除器，还得使用第一个版本
2. 分配的资源空间和引用计数对象的空间是连续的，是一次性申请的，也需要一次性释放，导致托管的资源延迟释放

由于使用make_shared分配的资源空间和引用计数对象的空间是连续的，是一次性申请的，也需要一次性释放。所以对于make_shared new出来的内存，就算引用计数_Uses为0，而_Weaks不为0，无论是int(10)的空间还是引用计数对象空间都不能释放，因为_Weaks不为0，引用计数对象空间不能释放，整块资源都不能释放

同样的，也需要用make_unique代替unique_ptr