本章写的很好，先后顺序，递进关系写的非常好，code简洁说明问题.在论述weak_ptr，不是直接论述weak_ptr解决死锁，先介绍weak_ptr基本用法，然后在说解决死锁.

notes: unique ptr 是唯一。不能赋值，拷贝。 share_ptr引用计数。weak_ptr防止share_ptr死锁，不增加引用计数。其又不同于普通指针，可以自动析构.

http://www.jellythink.com/archives/684

到C++11中的智能指针

千呼万唤始出来

上一篇《从auto_ptr说起》中详细的总结了C++98标准中的auto_ptr，但是随着C++11的到来，auto_ptr已经不再了，即将成为历史；好的东西总是会受到大家的欢迎的，随着大家都在使用“准”标准库boost中的shared_ptr；C++标准委员会终于觉的是时候将shared_ptr加入到C++11中去了。欢呼声一片，至少我是这么觉的了；至少shared_ptr让我用起来，还是不错的。接下来，就总结一下C++11中的这些智能指针吧。

C++11有哪些智能指针

先来一段简单的代码，看看C++11中到底有哪些智能指针。

/*************************************************************************> File Name: SmartPointDemo.cpp> Author: Jelly> Mail: vipygd#126.com(#->@)> Created Time: 2014年10月16日 星期四 15时25分43秒************************************************************************/#include <iostream>#include <memory>using namespace std;int main(){        unique_ptr<int> up1(new int(10)); // 不能复制的unique_ptr    // unique_ptr<int> up2 = up1; // 这样是错的    cout<<*up1<<endl;    unique_ptr<int> up3 = move(up1); // 现在up3是数据唯一的unique_ptr智能指针    cout<<*up3<<endl;    // cout<<*up1<<endl; // 运行时错误    up3.reset(); // 显示释放内存    up1.reset(); // 即使up1没有拥有任何内存，但是这样调用也没有问题    // cout<<*up3<<endl; // 已经释放掉up3了，这样会运行时错误    shared_ptr<int> sp1(new int(20));    shared_ptr<int> sp2 = sp1; // 这是完全可以的，增加引用计数    cout<<*sp1<<endl;    cout<<*sp2<<endl;    sp1.reset(); // 减少引用计数    cout<<*sp2<<endl;    return 0;}

C++11中主要提供了unique_ptr、shared_ptr和weak_ptr这三个智能指针来自动回收堆分配的对象。看看上面的代码，感觉用起来也还挺轻松的，也还不错，至少是比auto_ptr好点。

unique_ptr

C++11中的unique_ptr是auto_ptr的替代品，它与auto_ptr一样拥有唯一拥有权的特性，与auto_ptr不一样的是，unique_ptr是没有复制构造函数的，这就防止了一些“悄悄地”丢失所有权的问题发生，如果需要将所有权进行转移，可以这样操作：

unique_ptr<int> up3 = move(up1); // 现在up3是数据唯一的unique_ptr智能指针// 或者unique_ptr<int> up4(move(up1));

只有在使用者显示的调用std::move之后，才会发生所有权的转移，这样就让使用者知道自己在干什么。再来一段代码，看看将unique_ptr作为函数参数和返回值的使用情况：

/*************************************************************************> File Name: unique_ptrDemo.cpp> Author: Jelly> Mail: vipygd#126.com(#->@)> Created Time: 2014年10月16日 星期四 17时10分49秒************************************************************************/#include <iostream>#include <memory>using namespace std;unique_ptr<int> Func(unique_ptr<int> a){             cout<<*a<<endl;    return a;}         int main(){             unique_ptr<int> up1(new int(10));    up1 = Func(move(up1));    cout<<*up1<<endl;    return 0;}

由于在unique_ptr中是没有复制构造函数的，所以在直接传参时，进行值传递时，建立临时变量时，就会出错了，所以需要显示的调用move，转移所有权；而函数的返回值已经进行了move操作，而不用显示的进行调用。

shared_ptr

在最开始的那段代码中，也简单的使用了一下shared_ptr。shared_ptr名如其名，它允许多个该智能指针共享地“拥有”同一堆分配对象的内存；由于它的资源是可以共用的，所以也就可以透过operator=等方法，来分享shared_ptr所使用的资源。由于shared_ptr内部实现上使用的是引用计数这种方法，所以一旦一个shared_ptr指针放弃了“所有权”，其它的shared_ptr对对象的引用并不会发生变化；只有在引用计数归零的时候，shared_ptr才会真正的释放所占有的堆内存空间的。对于引用计数的问题，我这里就不再多总结了，可以参考以下文章：
– 智能指针-引用计数实现
– COM中的引用计数1
– COM中的引用计数2
我这里注重的总结shared_ptr的使用，并不会对shared_ptr进行源码级别的分析。再来一段简单的代码，看看shared_ptr的一些应用。

#include <iostream>#include <memory>using namespace std;void Func1(shared_ptr<int> a){    cout<<"Enter Func1"<<endl;    cout<<"Ref count: "<<a.use_count()<<endl;    cout<<"Leave Func1"<<endl;}shared_ptr<int> Func2(shared_ptr<int> a){    cout<<"Enter Func2"<<endl;    cout<<"Ref count: "<<a.use_count()<<endl;    cout<<"Leave Func2"<<endl;    return a;}int main(){    shared_ptr<int> aObj1(new int(10));    cout<<"Ref count: "<<aObj1.use_count()<<endl;    {        shared_ptr<int> aObj2 = aObj1;        cout<<"Ref count: "<<aObj2.use_count()<<endl;    }    Func1(aObj1);    Func2(aObj1);    shared_ptr<int> aObj3 = Func2(aObj1);    cout<<"Ref count:"<<aObj3.use_count()<<endl;    return 0;}

自己单独想想程序的输出。输出如下：

Ref count: 1Ref count: 2Enter Func1Ref count: 2Leave Func1Enter Func2Ref count: 2Leave Func2Enter Func2Ref count: 2Leave Func2Ref count:2

shared_ptr指向数组
在默认情况下，shared_ptr将调用delete进行内存的释放；当分配内存时使用new[]时，我们需要对应的调用delete[]来释放内存；为了能正确的使用shared_ptr指向一个数组，我们就需要定制一个删除函数，例如：

#include <iostream>#include <memory>using namespace std;class A{public:    A() { cout<<"constructor"<<endl; }    ~A() { cout<<"destructor"<<endl; }};int main(){    shared_ptr<A> arrayObj(new A[5], [](A *p){delete[] p;});    return 0;}

上面的代码看不懂的，请参考这篇《C++中的Lambda表达式》文章。如果确实需要共享地托管一个对象，使用unique_ptr也许会更简单一些，比如：

#include <iostream>#include <memory>using namespace std;class A{public:    A() { cout<<"constructor"<<endl; }    ~A() { cout<<"destructor"<<endl; }};int main(){    unique_ptr<A[]> arrayObj(new A[5]);    return 0;}

线程安全
关于多线程中使用shared_ptr，有如下几点描述：

1. 同一个shared_ptr被多个线程读，是线程安全的；
2. 同一个shared_ptr被多个线程写，不是 线程安全的；
3. 共享引用计数的不同的shared_ptr被多个线程写，是线程安全的。 对于第一点，没有什么说的；对于第二点，同一个shared_ptr在不同的线程中进行写操作不是线程安全的，那基于第三点，我们一般会有以下方案来实现线程安全：

对于线程中传入的外部shared_ptr对象，在线程内部进行一次新的构造，例如： sharedptr AObjTmp = outerSharedptrObj;

环形引用
对于使用引用计数实现的智能指针，总是避免不了这个问题的。如果出现类似下面的代码，那就出现了环形引用的问题了。

class Parent{public:    shared_ptr<Child> child;};class Child{public:    shared_ptr<Parent> parent;};shared_ptr<Parent> pA(new Parent);shared_ptr<Child> pB(new Child);pA->child = pB;pB->parent = pA;

要解决环形引用的问题，没有特别好的办法，一般都是在可能出现环形引用的地方使用weak_ptr来代替shared_ptr。说到了weak_ptr，那下面就接着总结weak_ptr吧。

weak_ptr

weak_ptr是最麻烦的，也比较拗口的；它可以指向shared_ptr指针指向的对象内存，却并不拥有该内存。但是，使用weak_ptr成员lock，则可返回其指向内存的一个shared_ptr对象，且在所指对象内存已经无效时，返回指针空值（nullptr）。由于weak_ptr是指向shared_ptr所指向的内存的，所以，weak_ptr并不能独立存在。例如以下代码：

#include <iostream>#include <memory>using namespace std;void Check(weak_ptr<int> &wp){    shared_ptr<int> sp = wp.lock(); // 重新获得shared_ptr对象    if (sp != nullptr)    {        cout<<"The value is "<<*sp<<endl;    }    else    {        cout<<"Pointer is invalid."<<endl;    }}int main(){    shared_ptr<int> sp1(new int(10));    shared_ptr<int> sp2 = sp1;    weak_ptr<int> wp = sp1; // 指向sp1所指向的内存    cout<<*sp1<<endl;    cout<<*sp2<<endl;    Check(wp);    sp1.reset();    cout<<*sp2<<endl;    Check(wp);    sp2.reset();    Check(wp);    return 0;}

所以，我们在使用weak_ptr时也要当心，时刻需要判断对应的shared_ptr是否还有效。对于上面的环形引用的问题，由于weak_ptr并不会增加shared_ptr的引用计数，所以我们就可以使用weak_ptr来解决这个问题。

class Parent{public:    weak_ptr<Child> child;};class Child{public:    weak_ptr<Parent> parent;};shared_ptr<Parent> pA(new Parent);shared_ptr<Child> pB(new Child);pA->child = pB;pB->parent = pA;

总结

这篇文章有点长，但是很详细的总结了C++11中的智能指针相关的问题，希望这篇文章对大家有用。