保护多个shared_ptr到同一对象的最佳方法

时间:2012-06-27 10:14:37

标签: c++ c++11 shared-ptr

将相同的指针发送到两个不同的shared_ptr是不好的,它会导致双重释放,如下所示:

int* p = new int;
std::shared_ptr<int> p1(p);
std::shared_ptr<int> p2(p); // BAD

您可以使用std::enable_shared_from_this完成相同的目的:

class Good: public std::enable_shared_from_this<Good>
{
public:
    std::shared_ptr<Good> getptr() {
        return shared_from_this();
    }
};

int main()
{
    std::shared_ptr<Good> gp1(new Good);
    std::shared_ptr<Good> gp2 = gp1->getptr();
}

但这仍然无法防范:

class Good: public std::enable_shared_from_this<Good>
{
public:
    std::shared_ptr<Good> getptr() {
        return shared_from_this();
    }
};

int main()
{
    Good* p = new Good;
    std::shared_ptr<Good> gp3(p);
    std::shared_ptr<Good> gp4(p); // BAD
}

如果你有这样的代码可能会成为一个问题:

void Function(std::shared_ptr<Good> p)
{
    std::cout << p.use_count() << '\n';
}

int main()
{
    Good* p = new Good;
    std::shared_ptr<Good> p1(p);
    Function(p);    // BAD
}

为什么我会在有智能指针时使用常规指针?因为在性能关键代码(或为了方便)中,shared_ptr或weak_ptr的开销是不合需要的。

为防止出现这种错误,我已经完成了:

class CResource : public shared_ptr<Good>
{
public:
    CResource()
    {
    }

    CResource(std::shared_ptr<CBaseControl> c)
        : CResource(c)
    {
    }

private:
    CResource(CBaseControl* p)
    {
    }
};

void Function(CResource p)
{
    std::cout << p.use_count() << '\n';
}

int main()
{
    Good* p = new Good;
    CResource p1(std::shared_ptr<Good>(p));
    Function(p);    // Error
}

如果有人试图用指针而不是Function来调用shared_ptr,这会导致编译器出错。但这并不妨碍某人声明void Function(std::shared_ptr p),但我认为这不太可能。

这还不错吗?有没有更好的方法呢?

2 个答案:

答案 0 :(得分:26)

解决方案很简单:首先没有原始指针拥有内存。这种模式:

int* p = new int;
std::shared_ptr<int> p1(p);
std::shared_ptr<int> p2(p); // BAD

根本不应该存在。从你的代码库中消除它。 {+ 1}}在C ++ 11中唯一合法的地方是作为参数到构造函数调用智能指针(或非常低级别的东西)

即。有这样的代码:

new

或者更好(不再涉及裸std::shared_ptr<int> p1(new int); ):

new

请注意,在代码中使用原始指针是很好的(但我在大多数C ++代码中都会问到这一点)。但是如果你使用原始指针,不要让它们拥有内存。要么指向自动存储(不需要资源管理),要么使用auto p1 = std::make_shared<int>(); 并通过其unique_ptr成员函数访问原始指针。

答案 1 :(得分:10)

这个例子甚至没有编译:

void Function(std::shared_ptr<Good> p)
{
    std::cout << p.use_count() << '\n';
}

int main()
{
    Good* p = new Good;
    std::shared_ptr<Good> p1(p);
    Function(p);    // BAD
}

shared_ptr有一个explicit构造函数正好来阻止这种情况发生。

要进行编译,您需要编写:

    Function( std::shared_ptr<Good>(p) );

这显然是错误的,如果有人会犯这样的错误,他们就有可能这样做:

    Function( CResource(std::shared_ptr<Good>(p)) );

那你为什么要写CResource呢?它添加了什么?

扩展Konrad Rudolph的优秀答案:

关于如何避免问题的问题的答案是遵循RAII惯用法,但完全按照

我们将忽略甚至不编译的示例并查看其上方的示例:

Good* p = new Good;
std::shared_ptr<Good> gp3(p);
std::shared_ptr<Good> gp4(p); // BAD

该代码未能遵循RAII惯用法。您获得了资源:

    Good* p = new Good;

但是不要初始化RAII类型。的 BAD

然后使用一些现有资源初始化对象:

    std::shared_ptr<Good> gp3(p);

这也是 BAD 。您应该在获取资源的同时初始化RAII类型,而不是单独初始化(甚至不能仅用一行分隔。)

然后你重复同样的错误:

    std::shared_ptr<Good> gp4(p); // BAD

您已将此行标记为“BAD”,但实际上前两行只是一样糟糕。第三行将导致未定义的行为,但前两行允许该错误进入,当它应该变得更加困难时。如果你从来没有Good*闲置,那么你就不能用它来初始化gp4,你需要说shared_ptr<Good> gp4(gp3.get())这显然是 错误没有人会这样做。

规则很简单:不要使用原始指针并将其放在shared_ptr中。您未分配的原始指针不是资源获取,因此请勿将其用于初始化。这同样适用于Function内部,它不应该使用原始指针并使用它来初始化获得该类型所有权的shared_ptr

这是C ++,所以不可能防止所有错误的编写代码的方法,你不能阻止有充分动机的白痴自己在脚下射击,但所有的指导方针和工具都可以防止它,如果你遵循指导方针。

当您有一个强制的接口通过传递原始指针来转移所有权时,请尝试替换接口,以便使用unique_ptr进行所有权转移,或者如果它完全不可能要做到这一点,然后尝试使用unique_ptr将接口包装在一个更安全的版本中进行所有权转移,并且只作为最后的手段,使用危险的界面,但记录非常明确地所有权转移