enable_shared_from_this模板类使用完全解析
来源:互联网 发布:卓智网络破解 编辑:程序博客网 时间:2024/05/06 09:08
enable_shared_from_this模板类使用完全解析
以前都没有用过enable_shared_from_this模板类,虽然经常遇到但是也没怎么去关注,今天抽时间好好学习了下enable_shared_from_this模板类,发现在使用shared_ptr模板类和enable_shared_from_this模板类时有许多陷阱的,故记录于此。
什么时候该使用enable_shared_from_this模板类
在看下面的例子之前,简单说下使用背景,单有一个类,某个函数需要返回当前对象的指针,我们返回的是shared_ptr,为什么使用智能指针呢,这是因为:当我们使用智能指针管理资源时,必须统一使用智能指针,而不能再某些地方使用智能指针,某些地方使用原始指针,否则不能保持智能指针的语义,从而产生各种错误。好了,介绍完背景,看下面的一段小程序:
#include <iostream>#include <boost/shared_ptr.hpp>class Test{public: //析构函数 ~Test() { std::cout << "Test Destructor." << std::endl; } //获取指向当前对象的指针 boost::shared_ptr<Test> GetObject() { boost::shared_ptr<Test> pTest(this); return pTest; }};int main(int argc, char *argv[]){ { boost::shared_ptr<Test> p( new Test( )); boost::shared_ptr<Test> q = p->GetObject(); } return 0;}
程序输出:
从上面的输出你发现了什么,很明显的发现只创建new了一个Test对象,但是却调用了两次析构函数,这对程序来说肯定是一个灾难。为什么会出现这种情况呢?main函数中的
Test Destructor.
Test Destructor.
boost::shared_ptr<Test> p( new Test( ));
将shared_ptr中引用计数器的值设置为1,而在GetObject函数中又通过boost::shared_ptr<Test> pTest(this);
又将shared_ptr中的引用计数器的值增加了1,故在析构时一个Test对象被析构了两次。即产生这个错误的原因是通过同一个Test指针对象创建了多个shared_ptr,这是绝对禁止的。同时这也提醒我们在使用shared_ptr时一定不能通过同一个指针对象创建一个以上的shared_ptr对象。那么有什么方法从一个类的成员函数中获取当前对象的shared_ptr呢,其实方法很简单:只需要该类继承至enable_shared_from_this模板类,然后在需要shared_prt的地方调用enable_shared_from_this模板类的成员函数shared_from_this()即可,下面是改进后的代码:#include <iostream>#include <boost/enable_shared_from_this.hpp>#include <boost/shared_ptr.hpp>class Test : public boost::enable_shared_from_this<Test> //改进1{public: //析构函数 ~Test() { std::cout << "Test Destructor." << std::endl; } //获取指向当前对象的指针 boost::shared_ptr<Test> GetObject() { return shared_from_this(); //改进2 }};int main(int argc, char *argv[]){ { boost::shared_ptr<Test> p( new Test( )); boost::shared_ptr<Test> q = p->GetObject(); } return 0;}
程序输出:
Test Destructor.
从输出对象只被析构了一次,这是我们想要的结果,因此enable_shared_from_this模板类的作用是:用来作为一个基类,它允许从一个成员函数中获得一个当前对象的shared_ptr。那么enable_shared_from_this模板类到底是如何工作的了?请看下文分解~
enable_shared_from_this模板类实现
打开enable_shared_from_this.hpp文件,会发现enable_shared_from_this模板类的实现如下:
template<class T> class enable_shared_from_this{protected: enable_shared_from_this() BOOST_NOEXCEPT { } enable_shared_from_this(enable_shared_from_this const &) BOOST_NOEXCEPT { } enable_shared_from_this & operator=(enable_shared_from_this const &) BOOST_NOEXCEPT { return *this; } ~enable_shared_from_this() BOOST_NOEXCEPT // ~weak_ptr<T> newer throws, so this call also must not throw { }public: shared_ptr<T> shared_from_this() { shared_ptr<T> p( weak_this_ ); BOOST_ASSERT( p.get() == this ); return p; } shared_ptr<T const> shared_from_this() const { shared_ptr<T const> p( weak_this_ ); BOOST_ASSERT( p.get() == this ); return p; }public: // actually private, but avoids compiler template friendship issues // Note: invoked automatically by shared_ptr; do not call template<class X, class Y> void _internal_accept_owner( shared_ptr<X> const * ppx, Y * py ) const { if( weak_this_.expired() ) { weak_this_ = shared_ptr<T>( *ppx, py ); } }private: mutable weak_ptr<T> weak_this_;};
从enable_shared_from_this模板类的实现文件中我们可以很容易的发现我们只能使用返回shared_ptr的shared_from_this()和返回shared_ptr的shared_from_this(),因为这两个版本的shared_from_this()是public权限的,还有一个public权限的是internal_accept_owner函数,但是注释中已经明显指出不能调用这个函数,这个函数会被shared_ptr自动调用,internal_accept_owner函数用来初始化enable_shared_from_this模板类中的唯一成员变量weak_ptr weak_this。而shared_from_this()中是通过将weak_ptr weak_this转化成shared_ptr和shared_ptr来返回的,因此在使用shared_from_this()之前需要先初始化weak_ptr weak_this对象,而weak_ptr weak_this对象是在_internal_accept_owner函数中进行的初始化,也就是说先需要创建shared_ptr对象。即在使用shared_from_this()函数之前,应该先初始化对象的基类enable_shared_from_this,接着再初始化对象,最后初始化shared_ptr。正因为有这个特点所以会出现以下常见的错误:
使用enable_shared_from_this常见错误
先来看情形1:
class Test : public boost::enable_shared_from_this<Test>{ Test() { boost::shared_ptr<Test> pTest = shared_from_this(); }};
这种用法明显是错的,虽然对象的基类enable_shared_from_this类的构造函数已经被调用,但是shared_ptr的构造函数并没有被调用,因此weak_ptr weak_this_并没有被初始化,所以这时调用shared_from_this()是错误的。
接着我们来看情形2:
class Test : public boost::enable_shared_from_this<Test>{ void func() { boost::shared_ptr<Test> pTest = shared_from_this(); }};int main(){ Test test; test.func(); //错误 Test pTest = new Test; pTest->func(); //错误}
同样这种做法也是错误的,和情形1同样的原因shared_ptr的构造函数并没有被调用,因此weak_ptr weak_this_并没有被初始化。
正确的做法应该是:
class Test : public boost::enable_shared_from_this<Test>{ void func() { boost::shared_ptr<Test> pTest = shared_from_this(); }};int main(){ shared_ptr<Test> pTest( new Test() ); pTest->func();}
shared_ptr<Test> pTest( new Test() );
这句话依次执行的顺序是:1 调用enable_shared_from_this的构造函数。2 调用Test的构造函数。 3 调用shared_ptr的构造函数初始化weak_ptr weak_this_。最后才能通过func()函数使用shared_from_this函数。
从上面的错误中我们知道在使用enable_shared_from_this类中的shared_from_this()函数时应该注意:
1. 不能在对象的构造函数中使用shared_from_this()函数。
2. 先需要调用enable_shared_from_this类的构造函数,接着调用对象的构造函数,最后需要调用shared_ptr类的构造函数初始化enable_shared_from_this的成员变量weak_this_。然后才能使用shared_from_this()函数。
3. 如何程序中使用了智能指针shared_ptr,则程序中统一使用智能指针,不能使用原始指针,以免出现错误。
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