Question

我正在为游戏设计一个对象结构，在我的案例中，最自然的组织变成了一棵树。作为智能指针的忠实粉丝，我只使用shared_ptr。但是，在这种情况下，树中的孩子将需要访问它的父母（例如 - 地图上的生物需要能够访问他们的父母的数据。

拥有的方向当然是地图拥有它的存在，因此拥有它们的共享指针。为了从存在中访问地图数据，我们需要一个指向父节点的指针 - 智能指针的方式是使用引用，而不是weak_ptr。

然而，我曾经读到锁定weak_ptr是一项昂贵的操作 - 可能这不再是真的 - 但考虑到weak_ptr会经常被锁定，我担心这个设计注定表现不佳。

因此问题：

锁定weak_ptr会有什么性能损失？它有多重要？

Answer 1

来自Boost 1.42源代码（<boost/shared_ptr/weak_ptr.hpp>第155行）：

shared_ptr<T> lock() const // never throws
{
    return shared_ptr<element_type>( *this, boost::detail::sp_nothrow_tag() );
}

ergo，James McNellis的评论是正确的;这是复制构建shared_ptr的成本。

Answer 2

对于我自己的项目，我能够通过添加来显着提高性能在任何提升包括之前#define BOOST_DISABLE_THREADS 。这避免了我的项目中的weak_ptr :: lock的spinlock / mutex开销一个主要的瓶颈。由于该项目不是多线程的，所以我可以做到这一点。

Answer 3

使用/取消引用shared_ptr几乎就像访问原始ptr一样，与常规指针访问相比，锁定weak_ptr是一项“繁重的”操作，因为此代码必须具有“线程意识”可以正常工作，以防其他线程触发释放该指针所引用的对象。至少，它必须执行某种互锁/原子操作，根据定义，它比常规的内存访问要慢得多。

和往常一样，查看发生情况的一种方法是inspect generated code：

#include <memory>

class Test
{
public:
    void test();
};

void callFuncShared(std::shared_ptr<Test>& ptr)
{
    if (ptr)
        ptr->test();
}

void callFuncWeak(std::weak_ptr<Test>& ptr)
{
    if (auto p = ptr.lock())
        p->test();
}

void callFuncRaw(Test* ptr)
{
    if (ptr)
        ptr->test();
}

通过shared_ptr和原始指针进行访问是相同的。由于shared_ptr是作为参考传递的，因此我们需要加载参考值，这就是为什么差异仅是shared_ptr版本的一次额外加载。

callFuncShared：

callFuncWeak：

通过weak_ptr进行调用会产生10倍多的代码，充其量必须经过锁定的compare-exchange，与解引用raw或shared_ptr相比，它本身将花费10倍以上的CPU时间：

仅当共享计数器不为零时，它才能将指针加载到实际对象并使用它（通过调用对象或创建shared_ptr）。

weak_ptr的性能损失是什么？

3 个答案: