C++之智能指针shared_ptr死锁问题(二百)

news2024/12/24 9:16:27

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1.前言

本篇目的：探讨智能指针shared_ptr死锁问题如何解决？

2.应用实例

<1>.shared_ptr死锁

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
using namespace std;

int main(){
  string *buf = new string("1111");
  shared_ptr<string> pa(buf);
  shared_ptr<string> pb(buf);

  cout << "pa.use_count " << pa.use_count() << endl;
  cout << "pb.use_count " << pb.use_count() << endl;

  return 0;
}

使得两个shared_ptr对象托管同一个指针：
tring *buf = new string("1111");
shared_ptr<string> pa(buf);
shared_ptr<string> pb(buf);

pa 和 pa 并不会共享同一个对buf的托管计数，而是各自将对buf的托管计数都记为 1（pb无法知道 buf已经被 pa 托管过）。
当pa消亡时要析构buf，pb消亡时要再次析构buf，这会导致程序崩溃。

<2>.shared_ptr解锁

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
  string *buf1 = new string("1111");
  string *buf2 = new string("2222");
  shared_ptr<string> pa(buf1);
  shared_ptr<string> pb(buf2);

  pa = pb;
  cout << "pa.use_count " << pa.use_count() << endl;
  cout << "pb.use_count " << pb.use_count() << endl;

  return 0;
}

<3>.两个类相互引用对方shared_ptr造成死锁

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
using namespace std;

class Test2;
class Test1{
public:
  shared_ptr<Test2> pb_;
  ~Test1(){
    cout << "Test1 delete\n";
  }
};

class Test2{
public:
  shared_ptr<Test1> pa_;
  ~Test2(){
    cout << "Test2 delete\n";
  }
};

void test() {
  //v1.0
  // shared_ptr<Test2> pb(new Test2());
  // shared_ptr<Test1> pa(new Test1());
  // pb->pa_ = pa;
  // pa->pb_ = pb;

  //v2.0
  shared_ptr<Test1> pa = make_shared<Test1>();
  shared_ptr<Test2> pb = make_shared<Test2>();
  pb->pa_ = pa;
  pa->pb_ = pb;

  //由于share_ptr是共享资源，所以pb所指向的资源的引用计数也会加1
  cout << "pb.use_count " << pb.use_count() << endl;//2
  cout << "pa.use_count " << pa.use_count() << endl;//2

}//程序结束时，没有调用Test1和Test2的析构函数

int main(){
  test();
  return 0;
}

<4>.两个类使用weak_ptr解锁

1.weak_ptr是用于解决shared_ptr相互引用时产生死锁问题的智能指针。
2.两个shared_ptr相互引用，这两个shared_ptr指针的引用计数永远不会下降为0，资源永远不会释放。
3.weak_ptr是对对象的一种弱引用，它不会增加对象的use_count，weak_ptr和shared_ptr可以相互转化，
4.shared_ptr可以直接赋值给weak_ptr，weak_ptr也可以通过调用lock函数来获得shared_ptr。
5.将一个weak_ptr绑定到一个shared_ptr不会改变shared_ptr的引用计数。
6.指向对象的shared_ptr被销毁、释放。weak_ptr指向对象也会被释放。

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
using namespace std;

class Test2;
class Test1{
public:
  //shared_ptr<Test2> pb_;
  weak_ptr<Test2> pb_;
  ~Test1(){
    cout << "Test1 delete\n";
  }
};

class Test2{
public:
  shared_ptr<Test1> pa_;
  ~Test2(){
    cout << "Test2 delete\n";
  }
};

void test() {
  //v1.0
  // shared_ptr<Test2> pb(new Test2());
  // shared_ptr<Test1> pa(new Test1());
  // pb->pa_ = pa;
  // pa->pb_ = pb;

  //v2.0
  shared_ptr<Test1> pa = make_shared<Test1>();
  shared_ptr<Test2> pb = make_shared<Test2>();
  pb->pa_ = pa;
  pa->pb_ = pb;

  cout << "pb.use_count " << pb.use_count() << endl;//2
  cout << "pa.use_count " << pa.use_count() << endl;//2

}
int main(){
  test();
  return 0;
}