C++11智能指针之weak_ptr



   weak_ptr是一种弱智能指针，它具有类似shared_ptr的行为，但是却不会影响的它所指向的资源的引用计数。Weak_ptr不能被解引用，也不能被测试是否为null。

weak_ptr之所以具备这些特点，是因为weak_ptr不是一个独立的指针，而是shared_ptr的一个附加物。Weak_ptr是通过shared_ptr创建出来的，正像如下代码：

   auto spw =std::make_shared<Investment>();

std::weak_ptr<Investment>wpw(spw);

如果此时，将spw赋值为null，spw所管理的资源会被析构，那么wpw也就成为了悬空指针，也称为“过期”（expired），可以通过expired()判断weak_ptr是否过期。

   spw =nullptr;

if (!wpw.expired()) {}

 

在使用weak_ptr时，我们通常会考虑先用expired()判断其是否过期，如果没有过期，就通过它来访问所管理的资源，但是我们在一开头的时候说过，weak_ptr不能被解引用，所以，自然我们也不可能用它来访问它所指向的资源，即便weak_ptr可以被解引用，这么做也是不安全的，因为判断是否过期和解引用是两个独立的动作，在多线程环境下，会出现线程竞争，所以这不是一种线程安全的做法。

正确的做法是，当我们想要访问weak_ptr所指向的资源时，应当将weak_ptr转为一个shared_ptr，通过shared_ptr来访问资源。这里有两种方法来做这件事：

1通过weak_ptr的lock()调用

std::shared_ptr<Investment>spw1 = wpw.lock();//如果wpw过期，则返回null

2将weak_ptr作为shared_ptr构造函数的参数

std::shared_ptr<Investment>spw2(wpw);

       那么，既然weak_ptr无法被解引用，那它到底有什么用处呢？

       weak_ptr的用处主要体现在两方面：

1. 需要获知所管理的资源是否过期

设想在观察者模式中，最重要的两个角色是主体和观察者，主体中拥有某种资源，并且维护了一个观察者列表，当主体拥有的某种资源的状态发生变化时，主体就会通知观察者列表中的观察者，观察者得到这个通知后，会针对这个变化进行相应的操作。

在观察者模式中，主体无法主宰观察者列表中的观察者的生命周期，它只需要知道，在列表中的这些观察者是否“健在”就可以了，所以，我们可以用一个元素类型为weak_ptr的列表来存放主体所拥有的观察者了。

        2. 解决shared_ptr的循环引用问题

shared_ptr的循环引用是指两个对象中都有一个shared_ptr指向另一个对象的情况，如图所示：

 

       如果A要析构的话，就会首先尝试去销毁它所管理的资源，即销毁B,但是B中也有一个shared_ptr指向了A，B要析构，也会去尝试首先销毁它所拥有的资源，即销毁A，这样的话，就会出现无限循环，两个对象都无法被销毁，从而造成内存泄漏。

       解决循环引用的办法就是，使用weak_ptr，如图所示，在B中使用weak_ptr指向A，这时候就不会出现循环引用的问题了