enable_shared_from_this介绍
enable_shared_from_this其实是智能指针中的内容,它的作用就是用于在类的内部,返回一个this的智能指针。
对于enable_shared_from_this,初学者可能不明白它的使用场景和使用的必要性,可能有得童鞋们会问既然有了this这个指向自己的指针, 为什么还需要enable_shared_from_this这个东西呢,直接用this代替不就好了吗?
我们来看看以下代码例子,如果先不运行,你能看出什么问题吗?
#include
class Person{
public:
Person() = default;
~Person(){
};
std::shared_ptr getPtr(){
return std::shared_ptr(this);
}
};
int main() {
std::shared_ptr person = std::make_shared();
std::shared_ptr person1 = person->getPtr();
std::cout << "person.use_count() = " << person.use_count() << std::endl;
std::cout << "person1.use_count() = " << person1.use_count() << std::endl;
return 0;
}
以上代码运行崩溃报错了,这是为什么呢?
崩溃信息
这是因为只有一个Person的指针,但是却被两个智能指针shared_ptr持有,而它们的引用计数都是1,因此当main函数运行完毕后两个智能指针释放时都对同一个Person指针进行释放导致的崩溃。
如果我们能让两个智能指针shared_ptr共享同一个引用计数,那么这个崩溃问题就迎刃而解了。而通过让Person继承基类enable_shared_from_this,然后在函数getPtr中 调用基类的shared_from_this就能返回一个this的智能指针,这样即可实现让多个智能指针共享同一个引用计数,而达到销毁时只释放一次的目的。这就是enable_shared_from_this存在的必要性, 这也是this无法替代的功能点。
如下是实例代码:
#include
class Person:public std::enable_shared_from_this{
public:
Person() = default;
~Person(){
};
std::shared_ptr getPtr(){
return shared_from_this();
}
};
int main() {
std::shared_ptr person = std::make_shared();
std::shared_ptr person1 = person->getPtr();
std::cout << "person.use_count() = " << person.use_count() << std::endl;
std::cout << "person1.use_count() = " << person1.use_count() << std::endl;
return 0;
}
通过运行调试打印,我们可以看到这person和person1这两个智能指针的引用计数都变为了2,这是正确的。
通过两个实例代码的对比,我们可以发现问题的根源所在就是我们在返回this的智能指针时,直接调用std::shared_ptr构造函数传入裸指针的方式构造一个智能指针, 而在之前的介绍中我们提到过使用智能指针shared_ptr时尽量使用std::make_shared进行智能指针的构造,避免直接调用std::shared_ptr构造函数传入裸指针的方式进行构造。
更多关于enable_shared_from_this的实践对比可以参照官网学习:https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/enable_shared_from_this
enable_shared_from_this的实现
我们通过源码的方式来分析下enable_shared_from_this的实现原理,enable_shared_from_this的源码非常简短:
template
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(__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 weak_from_this() const _NOEXCEPT
{ return __weak_this_; }
#endif // _LIBCPP_STD_VER > 14
template friend class shared_ptr;
};
通过源码我们可以发现这是一个模版类,将自身类型以模版参数的形式传入到父类,这是典型的CRTP应用,关于CRTP之前我们已经介绍过了,这里不再累赘。感兴趣的童鞋们可以参考之前的博文:
C++之CRTP的使用
enable_shared_from_this对外只提供了一个weak_from_this公共方法,其内部通过以为弱引用的智能指针weak_ptr构造了一个shared_ptr,这里并没有什么问题, 问题这个弱引用的智能指针__weak_this_它是在哪里初始化的呢?我们通shared_ptr的构造函数可以发现,如果传入的weak_ptr没有初始化的话是会抛出异常崩溃的。
其实成员变量__weak_this_的初始化是在类的外部进行初始化的,它的奥秘就是源码的倒数第二行template ();改为不使用智能指针, 而使用裸指针的方式,修改为 auto person = new Person;,同时注释掉第16行再运行是会崩溃的,这就是因为__weak_this_没有进行初始化的原因。
崩溃信息