enable_shared_from_this 的使用场景

C++

发布日期: 2020-04-28

作者: 吴杭沉

文章字数: 765

阅读时长: 3 分

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enable_shared_from_this 是一个模板类，定义于头文件 <memory>，其原型为：

template< class T > class enable_shared_from_this;

作用

std::enable_shared_from_this 能让一个对象（假设其名为 t，且已被一个 std::shared_ptr 对象 pt 管理）安全地生成其他额外的 std::shared_ptr 实例（假设名为 pt1, pt2, …），它们与 pt 共享对象 t 的所有权。

若一个类 T 继承 std::enable_shared_from_this<T>，则会为该类 T 提供成员函数：shared_from_this。

当 T 类型对象 t 被一个名为 pt 的 std::shared_ptr<T> 类对象管理时，调用 T::shared_from_this 成员函数，将会返回一个新的 std::shared_ptr<T> 对象，它与 pt 共享 t 的所有权。

使用场合

当类 A 被 shared_ptr 管理，且在类 A 的成员函数里需要把当前类对象作为参数传给其他函数时，就需要传递一个指向自身的 shared_ptr。

为何不直接传递 this 指针？

使用智能指针的初衷就是为了方便资源管理，如果在某些地方使用智能指针，某些地方使用原始指针，很容易破坏智能指针的语义，从而产生各种错误。

可以直接传递 shared_ptr 么？

答案是不能，因为这样会造成 2 个非共享的 shared_ptr 指向同一个对象，未增加引用计数导致对象被析构两次。

例如：

#include <memory>
#include <iostream>

class Bad
{
public:
    std::shared_ptr<Bad> getptr() {
        return std::shared_ptr<Bad>(this);
    }
    ~Bad() { std::cout << "Bad::~Bad() called" << std::endl; }
};

int main()
{
    // 错误的示例，每个shared_ptr都认为自己是对象仅有的所有者
    std::shared_ptr<Bad> bp1(new Bad());
    std::shared_ptr<Bad> bp2 = bp1->getptr();
    // 打印bp1和bp2的引用计数
    std::cout << "bp1.use_count() = " << bp1.use_count() << std::endl;
    std::cout << "bp2.use_count() = " << bp2.use_count() << std::endl;
}

输出结果：对象被删除释放两次，程序会崩溃。

bp1.use_count() = 1
bp2.use_count() = 1
Bad::~Bad() called
Bad::~Bad() called  # 异常

正确的实现

#include <memory>
#include <iostream>

struct Good : std::enable_shared_from_this<Good> // 注意：继承
{
public:
    std::shared_ptr<Good> getptr() {
        return shared_from_this();
    }
    ~Good() { std::cout << "Good::~Good() called" << std::endl; }
};

int main()
{
    // 大括号用于限制作用域，这样智能指针就能在system("pause")之前析构
    {
        std::shared_ptr<Good> gp1(new Good());
        std::shared_ptr<Good> gp2 = gp1->getptr();
        // 打印gp1和gp2的引用计数
        std::cout << "gp1.use_count() = " << gp1.use_count() << std::endl;
        std::cout << "gp2.use_count() = " << gp2.use_count() << std::endl;
    }
    system("pause");
}

输出结果：

gp1.use_count() = 1
gp2.use_count() = 2
Good::~Good() called

为何会出现这种使用场合？

因为在异步调用中，存在一个保活机制：异步函数执行的时间点我们是无法确定的，然而异步函数可能会使用到异步调用之前就存在的变量。为了保证该变量在异步函数执行期间一直有效，我们可以传递一个指向自身的 shared_ptr 给异步函数，这样在异步函数执行期间 shared_ptr 所管理的对象就不会析构，所使用的变量也会一直有效（保活）。

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