shared_ptr(共享指针)使用总结

背景介绍        

最近在coding的时候遇到这样的问题，一个两层的map，hashmap<key,map<key,value>>，重新加载时需要将这个map释放，但是这个map使用时是分为两段使用，一段是在hashmap中取出里面的map，第二段是在里层的map中查找key，这在多线程运行时有可能出现在取出里层map的引用后，重新加载数据并且释放掉现在的hashmap，这个场景引起了我对shared_ptr共享指针的关注，言归正传，总结一下shared_ptr。

shared_ptr简介

shared_ptr 主要的功能是，管理动态创建的对象的销毁。它的基本原理就是记录对象被引用的次数，当引用次数为 0 的时候，也就是最后一个指向某对象的共享指针析构的时候，共享指针的析构函数就把指向的内存区域释放掉。共享指针对象重载了 operator* 和 operator-> , 所以你可以像通常的指针一样使用它。

它是引用计数型（reference counting）智能指针，几乎所有的实现都采用在堆（heap）上放个计数值（count）的办法。具体来说，shared_ptr<Foo> 包含两个成员，一个是指向 Foo 的指针 ptr，另一个是 ref_count 指针（其类型不一定是原始指针，有可能是 class 类型），指向堆上的 ref_count 对象。ref_count 对象有多个成员，具体的数据结构如图 1 所示，其中 deleter 和 allocator 是可选的。

shared_ptr 创建

shared_ptr<int> sp(new int(10));                //一个指向整数的shared_ptr    
assert(sp.unique());                            //现在shared_ptr是指针的唯一持有者     
shared_ptr<int> sp2 = sp;                       //第二个shared_ptr,拷贝构造函数     
assert(sp == sp2 && sp.use_count() == 2);       //两个shared_ptr相等,指向同一个对象,引用计数为2    
*sp2 = 100;                                     //使用解引用操作符修改被指对象    
assert(*sp == 100);                             //另一个shared_ptr也同时被修改     
sp.reset();                                     //停止shared_ptr的使用    
assert(!sp);                                    //sp不再持有任何指针(空指针)

1、空shared_ptr

shared_ptr<T> ptr;

2、使用new创建

shared_ptr<T> ptr(new T());

3、使用复制构造函数，或者重载=构造

shared_ptr<T> ptr1(new T()); 
shared_ptr<T> ptr2(ptr1);

或者

shared_ptr<T> ptr1(new T()); 
shared_ptr<T> ptr2;
ptr2 = ptr1;

shared_ptr的线程安全性

shared_ptr 本身不是 100% 线程安全的。它的引用计数本身是安全且无锁的，但对象的读写则不是，因为 shared_ptr 有两个数据成员，读写操作不能原子化。根据文档，shared_ptr 的线程安全级别和内建类型、标准库容器、string 一样，即：

• 一个 shared_ptr 实体可被多个线程同时读取；
• 两个的 shared_ptr 实体可以被两个线程同时写入，“析构”算写操作；
• 如果要从多个线程读写同一个 shared_ptr 对象，那么需要加锁。

使用注意事项

1、shared_ptr可以当做函数的参数，也可以当做函数的返回值，这时候相当于使用复制构造 2、shared_ptr可以被用于标准容器，复制时相当于使用复制构造 3、要注意不要循环引用，那样会造成对象不会被释放

总结

使用shared_ptr开始提到的问题就迎刃而解了，将里层的map使用类封装，在析构函数中释放里层map的内存，这个类被shared_ptr封装后，就不用担心在第二段被调用时被释放的问题了，最后map变成以下的形式hashmap<key, shared_ptr<class(map<key,value>)>>，细节不再敖述。
引用
http://www.cppblog.com/Solstice/archive/2013/01/28/197597.html
http://www.cnblogs.com/welkinwalker/archive/2011/10/20/2218804.html
http://www.cnblogs.com/TianFang/archive/2008/09/19/1294521.html
http://blog.csdn.net/sndaxdrs/article/details/6175701
http://www.cplusplus.com/reference/memory/shared_ptr/