学习笔记:shared_ptr陷阱

条款1:不要把一个原生指针给多个shared_ptr管理

int* ptr = new int;

shared_ptr<int> p1(ptr);

shared_ptr<int> p2(ptr); //logic error

ptr对象被删除了2次

这种问题比喻成“二龙治水”,在原生指针中也同样可能发生。

条款2:不要把this指针给shared_ptr

class Test{

public:

void Do(){  m_sp =  shared_ptr<Test>(this);  }

private:

shared_ptr<Test> m_member_sp;

};

Test* t = new Test;

shared_ptr<Test> local_sp(t);

p->Do();

发生什么事呢,t对象被删除了2次!

t对象给了local_sp管理,然后在m_sp =  shared_ptr<Test>(this)这句里又请了一尊神来管理t。

这就发生了条款1里“二龙治水”错误。

条款3:shared_ptr作为被保护的对象的成员时,小心因循环引用造成无法释放资源。

对象需要相互协作,对象A需要知道对象B的地址,这样才能给对象B发消息(或调用其方法)。

设计模式中有大量例子,一个对象中有其他对象的指针。现在把原生指针替换为shared_ptr.

假设a对象中含有一个shared_ptr<B>指向b对象;假设b对象中含有一个shared_ptr<A>指向a对象

并且a,b对象都是堆中分配的。很轻易就能与他们失去最后联系。

考虑某个shared_ptr<A> local_a;是我们能最后一个看到a对象的共享智能指针,其use_count==2,

因为对象b中持有a的指针。所以当local_a说再见时,local_a只是把a对象的use_count改成1。

同理b对象。然后我们再也看不到a,b的影子了,他们就静静的躺在堆里,成为断线的风筝。

解决方案是:Use weak_ptr to "break cycles."(boost文档里写的)或者显示的清理

条款4:不要在函数实参里创建shared_ptr

function ( shared_ptr<int>(new int), g( ) );  //有缺陷

可能的过程是先new int,然后调g( ),g( )发生异常,shared_ptr<int>没有创建,int内存泄露

shared_ptr<int> p(new int());

f(p, g());  //Boost推荐写法

条款5:对象内部生成shared_ptr

前面说过,不能把this指针直接扔给shared_ptr. 但是没有禁止在对象内部生成自己的shared_ptr

//这是Boost的例子改的。

class Y: public boost::enable_shared_from_this<Y>

{

boost::shared_ptr<Y> GetSelf()

{

return shared_from_this();

}

};

原理是这样的。普通的(没有继承enable_shared_from_this)类T的shared_ptr<T> p(new T).

p作为栈对象占8个字节,为了记录(new T)对象的引用计数,p会在堆上分配16个字节以保存

引用计数等“智能信息”。share_ptr没有“嵌入(intrusive)”到T对象,或者说T对象对share_ptr毫不知

情。Y对象则不同,Y对象已经被“嵌入”了一些share_ptr相关的信息,目的是为了找到“全局性”的

那16字节的本对象的“智能信息”。

原理说完了,就是陷阱

Y y;

boost::shared_ptr<Y> p=  y.GetSelf(); //无知的代码,y根本就不是new出来的

Y* y = new Y;

boost::shared_ptr<Y> p=  y->GetSelf(); //似是而非,仍旧程序崩盘。

Boost文档说,在调用shared_from_this()之前,必须存在一个正常途径创建的shared_ptr

boost::shared_ptr<Y> spy(new Y)

boost::shared_ptr<Y> p =  spy->GetSelf(); //OK

条款6 :处理不是new的对象要小心。

int* pi = (int*)malloc(4)

shared_ptr<int> sp( pi ) ; //delete马嘴不对malloc驴头。

条款7:多线程对引用计数的影响。

如果是轻量级的锁,比如InterLockIncrement等,对程序影响不大

如果是重量级的锁,就要考虑因为share_ptr维护引用计数而造成的上下文切换开销。

1.33版本以后的shared_ptr对引用计数的操作使用的是Lock-Free(类似InterLockIncrement函数族)

的操作,应该效率不错,而且能保证线程安全(库必须保证其安全,程序员都没有干预这些隐藏事物的机会)。

Boost文档说read,write同时对shared_ptr操作时,行为不确定。这是因为shared_ptr本身有两个成员px,pi。

多线程同时对px读写是要出问题的。与一个int的全局变量多线程读写会出问题的原因一样。

条款8:对象数组用shared_array

int* pint = new int[100];

shared_array<int> p (pint );

既然shared_ptr对应着delete;显然需要一个delete[]对应物shared_array

条款9:学会用删除器

struct Test_Deleter

{

void  operator ()( Test* p){   ::free(p);   }

};

Test* t = (Test*)malloc(sizeof(Test));

new (t) Test;

shared_ptr<Test> sp( t ,  Test_Deleter() ); //删除器可以改变share_ptr销毁对象行为

有了删除器,shared_array无用武之地了。

template<class T>

struct Array_Deleter

{

void  operator ()( T*){   delete[] p;   }

};

int* pint = new int[100];

shared_ptr<int> p (pint, Array_Deleter<int>() );

条款10:学会用分配器

存放引用计数的地方是堆内存,需要16-20字节的开销。

如果大量使用shared_ptr会造成大量内存碎片。

shared_ptr构造函数的第3个参数是分配器,可以解决这个问题。

shared_ptr<Test> p( (new Test), Test_Deleter(), Mallocator<Test>() );

注意删除器Test_Deleter是针对Test类的。分配器是针对shared_ptr内部数据的。

Mallocator<Test>()是个临时对象(无状态的),符合STL分配器规约。

template <typename T>

class Mallocator {

//略。。。。。。

T * allocate(const size_t n) const {

return singleton_pool<T,sizeof(T)>::malloc();

}

//略。。。。。。

Mallocator传入Test,实际分配的类型确是

class boost::detail::sp_counted_impl_pda<class Test *,

struct Test_Deleter,

class Mallocator<class Test> >

这是用typeid(T).name()打印出来的。可能和rebind相关。

条款11 weak_ptr在使用前需要检查合法性。

weak_ptr<K> wp;

{

shared_ptr<K>  sp(new K);  //sp.use_count()==1

wp = sp; //wp不会改变引用计数,所以sp.use_count()==1

shared_ptr<K> sp_ok = wp.lock(); //wp没有重载->操作符。只能这样取所指向的对象

}

shared_ptr<K> sp_null = wp.lock(); //sp_null .use_count()==0;

因为上述代码中sp和sp_ok离开了作用域,其容纳的K对象已经被释放了。

得到了一个容纳NULL指针的sp_null对象。在使用wp前需要调用wp.expired()函数判断一下。

因为wp还仍旧存在,虽然引用计数等于0,仍有某处“全局”性的存储块保存着这个计数信息。

直到最后一个weak_ptr对象被析构,这块“堆”存储块才能被回收。否则weak_ptr无法直到自己

所容纳的那个指针资源的当前状态。

条款12 不要new shared_ptr<T>

本来shared_ptr就是为了管理指针资源的,不要又引入一个需要管理的指针资源shared_ptr<T>*

条款13  尽量不要get

class B{...};

class D : public B{ ...};  //继承层次关系

shared_ptr<B> sp (new D);    //通过隐式转换,储存D的指针。

B* b = sp.get();             //shared_ptr辛辛苦苦隐藏的原生指针就这么被刨出来了。

D* d = dynamic_cast<D*>(b);  //这是使用get的正当理由吗?

正确的做法

shared_ptr<B> spb (new D)  ;

shared_ptr<D> spd = shared_dynamic_cast<D>(spb); //变成子类的指针

shared_ptr在竭尽全力表演的像一个原生指针,原生指针能干的事,它也基本上能干。

另一个同get相关的错误

shared_ptr<T> sp(new T);

shared_ptr<T> sp2( sp.get() ) ;//又一个“二龙治水”实例,指针会删2次而错误。

条款14 不要memcpy shared_ptr

shared_ptr<B> sp1 (new B)  ;

shared_ptr<B> sp2;

memcpy(&sp2,&sp1,sizeof(shared_ptr<B>)); //sp2.use_count()==1

很显然,不是通过正常途径(拷贝构造,赋值运算),引用计数是不会正确增长的。

条款15 使用BOOST预定义的宏去改变shared_ptr行为。

shared_ptr行为由类似BOOST_SP_DISABLE_THREADS这样的宏控制。需要去学习他们到底是干什么的。

大师Andrei Alexandrescu设计了一种基于模板策略设计模式的智能指针,通过几个模板参数去定制化

智能指针的行为。Boost却不以为然,官方解释是:需要统一的接口,这样利于大规模书写。

smart_ptr<T,OwnershipPolicy,ConversionPolicy,CheckingPolicy,StoragePolicy> sp(new T);

上述接口缺点是外形复杂,看上去像个大花脸。优点是客户程序员可以轻易的定制行为。

条款17 构造函数里调用shared_from_this抛例外

class Holder:public enable_shared_from_this<Holder>{

public:

Holder() {

shared_ptr<Holder> sp = shared_from_this();

int x = sp.use_count();

}

};

同前面条款5,不符合enable_shared_from_this使用前提。

总结:

学习了一天就总结出10多条条款,长期研究一下恐怕就出现条款100了。为什么还要使用shared_ptr呢?

有很多开源库用shared_ptr,而且shared_ptr具有“传染性”(某网友语:像毒品沾上就甩不掉),

抛开它就会有更严重的多龙治水现象。shared_ptr作为原生指针的替代品,能解决一定的内存泄露问题。

实际上初学原生指针时,每个人都遇到过野指针,删两次,忘记删除等问题。学习shared_ptr也会遇到。

shared_ptr的确能改善上述问题,并不能完全解决问题。shared_ptr可能在将来占主流,它最可能号令江湖,

否则一大堆auto_ptr,weak_ptr,原生指针,scoped_ptr共存就把人搞糊涂了。

学习笔记:shared_ptr陷阱,布布扣,bubuko.com

时间: 2024-08-03 14:42:48

学习笔记:shared_ptr陷阱的相关文章

OpenCV(C++接口)学习笔记4-Mat::operator = 的陷阱

当我们想要将一个Mat对象的数据复制给另一个Mat对象时,应该怎么做呢? 我们发现,OpenCV提供了重载运算符Mat::operator = ,那么,是否按照下列语句就可以轻松完成对象的赋值呢? Mat a; Mat b = a; 答案是否定的! 我们可以从reference manual 中看到: Mat::operator = Provides matrix assignment operators. C++: Mat& Mat::operator=(const Mat& m) Pa

《C陷阱与缺陷》学习笔记(一)

前言和导读 "得心应手的工具在初学时的困难程度往往超过那些容易上手的工具."比较认同这句话.我至今觉得自己其实还是个刚入了门的初学者. 第一章 "词法"陷阱 由于之前学过编译原理,对编译器词法分析(主要是符号识别过程)比较了解,理解起来不困难. 在讲到"="和"=="."|"和"||"."&"和"&&"时,联想起以前见过一些

java/android 设计模式学习笔记(一)---单例模式

前段时间公司一些同事在讨论单例模式(我是最渣的一个,都插不上嘴 T__T ),这个模式使用的频率很高,也可能是很多人最熟悉的设计模式,当然单例模式也算是最简单的设计模式之一吧,简单归简单,但是在实际使用的时候也会有一些坑. PS:对技术感兴趣的同鞋加群544645972一起交流 设计模式总目录 java/android 设计模式学习笔记目录 特点 确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例. 单例模式的使用很广泛,比如:线程池(threadpool).缓存(cache).对

C学习笔记

<C陷阱与缺陷>学习笔记 void (*func)();//初始化函数指针: (*func)(); //等价于 func(); (*(void (*)())0)(); //等价于 typedef void (*HANDLER)(int); typedef HANDLER *FUNCPTR(int,HANDLER); //等价于 void (*func(int,void(*)(int))) (int); 函数操作符优先级: 注意: 同类多等级:算术运算符.比较运算符.逻辑运算符: 从右至左结合:

Directx11学习笔记【二十二】 用高度图实现地形

本文由zhangbaochong原创,转载请注明出处http://www.cnblogs.com/zhangbaochong/p/5827714.html 在前面我们曾经实现过简单的地形(Directx11学习笔记[十三] 实现一个简单地形),只不过原来使用一个固定的函数获得地形高度,这样跟真实的地形差距比较大.接下来让我们学习使用高度图来进行三维地形模拟. 1.高度图 高度图其实就是一组连续的数组,这个数组中的元素与地形网格中的顶点一一对应,且每一个元素都指定了地形网格的某个顶点的高度值.高度

原型模式和Effective C++学习笔记

原型模式(Prototype):用原型实例制定创建对象的种类,并且听过拷贝这些原型创建新的对象. 浅复制:如果字段是值类型的,则对该字段执行逐位复制,如果字段是引用类型,则复制引用但不复制引用的对象:因此,原始对象及其副本引用同一对象. 深复制:把引用变量的对象指向复制过的新对象,而不是原有的被引用的对象. Effective C++: 1:在资源管理类中提供对原始资源的访问. (1),APIs 往往要求访问原始资源(raw resources),所以每一个 RAII class 应该提供一个"

树莓派学习笔记—— 源代码方式安装opencv

0.前言 本文介绍如何在树莓派中通过编译源代码的方式安装opencv,并通过一个简单的例子说明如何使用opencv. 更多内容请参考--[树莓派学习笔记--索引博文] 1.下载若干依赖项     在开始安装之前,最好更新树莓派软件源.如果更新时间太长,请参考博文修改软件源网络地址--[树莓派学习笔记--修改树莓派软件源] sudo apt-get update 请依次安装以下依赖项,这些必须安装的依赖项来自于opencv官网的说明,在多数debian系统中都可以采用这种方式进行安装.其实在树莓派

0806------Linux网络编程----------Echo 网络库 学习笔记

1.Echo网络库的编写 1.1 Echo网络库1.0 1.1.1 Echo网络库 1.0 框架分析 a)class InetAddress: 主要用来定义一个struct sockaddr_in 结构(用自定义端口号初始化),并提供获取这个结构体成员如IP.Port等的接口: b)class Socket : 主要用来把一个普通的 sockfd 变为 listenfd(这里用一个sockfd初始化对象),提供bind .listen.accept 等接口. c)class TcpConnect

现代C++学习笔记之一入门篇:智能指针(C++ 11)

原始指针:通过new建立的*指针 智能指针:通过智能指针关键字(unique_ptr, shared_ptr ,weak_ptr)建立的指针 在现代 C++ 编程中,标准库包含智能指针,该指针用于确保程序不存在内存和资源泄漏且是异常安全的. 在现代 C++ 中,原始指针仅用于范围有限的小代码块.循环或者性能至关重要且不会混淆所有权的 Helper 函数中. 1 void UseRawPointer() 2 { 3 // Using a raw pointer -- not recommended