enable_shared_from_this介紹

enable_shared_from_this其實(shí)是智能指針中的內(nèi)容，它的作用就是用于在類的內(nèi)部，返回一個(gè)this的智能指針。

對(duì)于enable_shared_from_this，初學(xué)者可能不明白它的使用場(chǎng)景和使用的必要性，可能有得童鞋們會(huì)問(wèn)既然有了this這個(gè)指向自己的指針， 為什么還需要enable_shared_from_this這個(gè)東西呢，直接用this代替不就好了嗎？

我們來(lái)看看以下代碼例子，如果先不運(yùn)行，你能看出什么問(wèn)題嗎？

#include <iostream>
class Person{
public:
    Person() = default;
    ~Person(){

    };
    std::shared_ptr<Person> getPtr(){
        return std::shared_ptr<Person>(this);
    }
};

int main() {
    std::shared_ptr<Person> person = std::make_shared<Person>();
    std::shared_ptr<Person> 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;
}

以上代碼運(yùn)行崩潰報(bào)錯(cuò)了，這是為什么呢？

崩潰信息

這是因?yàn)橹挥幸粋€(gè)Person的指針，但是卻被兩個(gè)智能指針shared_ptr持有，而它們的引用計(jì)數(shù)都是1，因此當(dāng)main函數(shù)運(yùn)行完畢后兩個(gè)智能指針釋放時(shí)都對(duì)同一個(gè)Person指針進(jìn)行釋放導(dǎo)致的崩潰。

如果我們能讓兩個(gè)智能指針shared_ptr共享同一個(gè)引用計(jì)數(shù)，那么這個(gè)崩潰問(wèn)題就迎刃而解了。而通過(guò)讓Person繼承基類enable_shared_from_this，然后在函數(shù)getPtr中 調(diào)用基類的shared_from_this就能返回一個(gè)this的智能指針，這樣即可實(shí)現(xiàn)讓多個(gè)智能指針共享同一個(gè)引用計(jì)數(shù)，而達(dá)到銷(xiāo)毀時(shí)只釋放一次的目的。這就是enable_shared_from_this存在的必要性， 這也是this無(wú)法替代的功能點(diǎn)。

如下是實(shí)例代碼：

#include <iostream>
class Person:public std::enable_shared_from_this<Person>{
public:
    Person() = default;
    ~Person(){

    };
    std::shared_ptr<Person> getPtr(){
        return shared_from_this();
    }
};

int main() {
    std::shared_ptr<Person> person = std::make_shared<Person>();
    std::shared_ptr<Person> 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;
}

通過(guò)運(yùn)行調(diào)試打印，我們可以看到這person和person1這兩個(gè)智能指針的引用計(jì)數(shù)都變?yōu)榱?，這是正確的。

通過(guò)兩個(gè)實(shí)例代碼的對(duì)比，我們可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的根源所在就是我們?cè)诜祷豻his的智能指針時(shí)，直接調(diào)用std::shared_ptr構(gòu)造函數(shù)傳入裸指針的方式構(gòu)造一個(gè)智能指針， 而在之前的介紹中我們提到過(guò)使用智能指針shared_ptr時(shí)盡量使用std::make_shared進(jìn)行智能指針的構(gòu)造，避免直接調(diào)用std::shared_ptr構(gòu)造函數(shù)傳入裸指針的方式進(jìn)行構(gòu)造。

更多關(guān)于enable_shared_from_this的實(shí)踐對(duì)比可以參照官網(wǎng)學(xué)習(xí)：https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/enable_shared_from_this

enable_shared_from_this的實(shí)現(xiàn)

我們通過(guò)源碼的方式來(lái)分析下enable_shared_from_this的實(shí)現(xiàn)原理，enable_shared_from_this的源碼非常簡(jiǎn)短：

template<class _Tp>
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<const _Tp>(__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<const _Tp> weak_from_this() const _NOEXCEPT
        { return __weak_this_; }
#endif // _LIBCPP_STD_VER > 14

    template <class _Up> friend class shared_ptr;
};

通過(guò)源碼我們可以發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)模版類，將自身類型以模版參數(shù)的形式傳入到父類，這是典型的CRTP應(yīng)用，關(guān)于CRTP之前我們已經(jīng)介紹過(guò)了，這里不再累贅。感興趣的童鞋們可以參考之前的博文：

C++之CRTP的使用

enable_shared_from_this對(duì)外只提供了一個(gè)weak_from_this公共方法，其內(nèi)部通過(guò)以為弱引用的智能指針weak_ptr構(gòu)造了一個(gè)shared_ptr，這里并沒(méi)有什么問(wèn)題， 問(wèn)題這個(gè)弱引用的智能指針__weak_this_它是在哪里初始化的呢？我們通shared_ptr的構(gòu)造函數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，如果傳入的weak_ptr沒(méi)有初始化的話是會(huì)拋出異常崩潰的。

其實(shí)成員變量__weak_this_的初始化是在類的外部進(jìn)行初始化的，它的奧秘就是源碼的倒數(shù)第二行template ();改為不使用智能指針， 而使用裸指針的方式，修改為 auto person = new Person;，同時(shí)注釋掉第16行再運(yùn)行是會(huì)崩潰的，這就是因?yàn)開(kāi)_weak_this_沒(méi)有進(jìn)行初始化的原因。

崩潰信息