（六）boost库之内存管理shared_ptr

（六）boost库之内存管理shared_ptr

1、shared_ptr的基本用法

    boost::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

    boost::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，引用计数减一

    assert(!sp);                                //sp不再持有任何指针(空指针)

    assert(sp2.use_count() == 1);               //sp2引用计数变为1

    sp.reset(new int(20));                      //sp管理一个新对象

    assert(*sp == 20);

2、应用于标准容器

有两种方式可以将shared_ptr应用于标准容器（或者容器适配器等其他容器）。

一种用法是将容器作为shared_ptr管理的对象，如shared_ptr<list<T> >，使容器可以被安全地共享，用法与普通shared_ptr没有区别，我们不再讨论。

另一种用法是将shared_ptr作为容器的元素，如vector<shared_ptr<T> >，因为shared_ptr支持拷贝语义和比较操作，符合标准容器对元素的要求，所以可以实现在容器中安全地容纳元素的指针而不是拷贝。

标准容器不能容纳auto_ptr，这是C++标准特别规定的（读者永远也不要有这种想法）。标准容器也不能容纳scoped_ptr，因为scoped_ptr不能拷贝和赋值。标准容器可以容纳原始指针，但这就丧失了容器的许多好处，因为标准容器无法自动管理类型为指针的元素，必须编写额外的大量代码来保证指针最终被正确删除，这通常很麻烦很难实现。

存储shared_ptr的容器与存储原始指针的容器功能几乎一样，但shared_ptr为程序员做了指针的管理工作，可以任意使用shared_ptr而不用担心资源泄漏。

#include <boost/make_shared.hpp> 

int main()  

{      

    typedef vector<shared_ptr<int> > vs;    //一个持有shared_ptr的标准容器类型      

    vs v(10);                               //声明一个拥有10个元素的容器，元素被初始化为空指针       

    int i = 0;      

    for (vs::iterator pos = v.begin(); pos != v.end(); ++pos)      

    {          

        (*pos) = make_shared<int>(++i);     //使用工厂函数赋值          

        cout << *(*pos) << ", ";            //输出值      

    }      

    cout << endl;       

    shared_ptr<int> p = v[9];      

    *p = 100;      

    cout << *v[9] << endl;  

} 

这段代码需要注意的是迭代器和operator[]的用法，因为容器内存储的是shared_ptr，我们必须对迭代器pos使用一次解引用操作符*以获得shared_ptr，然后再对shared_ptr使用解引用操作符*才能操作真正的值。*(*pos)也可以直接写成**pos，但前者更清晰，后者很容易让人迷惑。vector的operator[]用法与迭代器类似，也需要使用*获取真正的值。

3、使用助手类enable_shared_from_this

为什么要使用enable_shared_from_this，或许你对这个类感到很迷惑，先看看下面这种情况：

class MyPoint

{

public:

    MyPoint(){std::cout << "MyPoint" << std::endl;}

    ~MyPoint(){std::cout << "~MyPoint" << std::endl;}

    //返回this的函数

    boost::shared_ptr<MyPoint> GetPoint()

    {

        return boost::shared_ptr<MyPoint>(this);   //错误，将返回一个新的引用计数

    }

};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

    boost::shared_ptr<MyPoint> p1(new MyPoint);

    boost::shared_ptr<MyPoint> p2 = p1->GetPoint();

    std::cout << p1.use_count() << "," << p2.use_count() << std::endl;  //输出引用计数情况

    p1.reset();          //内存将被释放

}

我们得到的答案将是：

MyPoint 
1,1 
~MyPoint

怎么正确的返回this呢，那么就需要借助enable_shared_from_this了，引入enable_shared_from_this的原因是可以实现返回值为指向该类本身的shared_ptr

正确的写法应该是这样的：

class MyPoint : public boost::enable_shared_from_this<MyPoint>

{

public:

    MyPoint(){std::cout << "MyPoint" << std::endl;}

    ~MyPoint(){std::cout << "~MyPoint" << std::endl;}

    //返回this的函数

    boost::shared_ptr<MyPoint> GetPoint()

    {

        return shared_from_this();

    }

};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

     boost::shared_ptr<MyPoint> p1(new MyPoint);

     boost::shared_ptr<MyPoint> p2 = p1->GetPoint();

     std::cout << p1.use_count() << "," << p2.use_count() << std::endl;  //输出引用计数情况

     p1.reset();          //内存将被释放

}

4、定制删除器

当你在使用windows API函数进行编程时，你最烦的或许就是怎么保证申请的内核对象是否关闭，考虑一下代码：

    int *p = (int*) HeapAlloc( GetProcessHeap(), HEAP_ZERO_MEMORY, sizeof(p) );

    //业务处理

    //......

    HeapFree( GetProcessHeap(), 0, p );

对象不能通过delete来删除，而是一个释放函数，shared_ptr能否胜任呢，答案是肯定的。

    int *p = (int*) HeapAlloc( GetProcessHeap(), HEAP_ZERO_MEMORY, sizeof(p) );

    //此处使用了lambda表达式，需要vs2010或更高版本的支持

    boost::shared_ptr<int> ptr(p, [](int *p){HeapFree( GetProcessHeap(), 0, p );});

5、综合应用示例

下面实现一个线程类，在线程运行结束时，能够自行清理自己的内存

#include <set>

#include <Windows.h>

#include <boost/thread.hpp>

class MySelf;

std::set< boost::shared_ptr<MySelf> > myList;

boost::thread *ptrTh;

class MySelf: public boost::enable_shared_from_this<MySelf>

{

public:

    MySelf()

    {

        printf("MySelf\n");

    }

    void StartThread()

    {

        //启动一个线程

        ptrTh = new boost::thread(&MySelf::Run, this);

    }

    void Run()

    {

        //线程任务函数

        Sleep(5000);

        printf("stop thread\n");

        Stop();

    }

    void Stop()

    {

        //删除自己

        myList.erase(shared_from_this());

    }

    ~MySelf()

    {

        printf("~MySelf\n");

    }

};

void TestSharePtr()

{

    boost::shared_ptr<MySelf> ptr1(new MySelf);

    //保存到list中

    myList.insert(ptr1);

    ptr1->StartThread();

}