C++11引用计数智能指针设计

Question

我正在读这个，
http://www.informit.com/articles/article.aspx?p=31529&seqNum=5
和作者解释了三种类型的智能指针设计(见文末图片)。

我相信当前的 GCC、CLang 和可能的 Visual C++ 使用带控制 block 的智能指针。

我可以想象为什么不使用侵入式引用计数，但是第二个实现的问题是什么 - 带有指向指针 block 的指针的智能指针？应该有两个指针取消引用，但智能指针对象大小将只有一半。

带控制 block 的智能指针

带有指向指针 block 的智能指针

具有侵入式引用计数的智能指针

Answer 1

一个重要的原因是性能，如果它直接存储在 shared_ptr 对象中，shared_ptr::get() 不必取消引用指针来查找对象地址.

但是除了性能之外，带有指向指针 block 的指针的智能指针 实现不支持您可以使用 shared_ptr 做的所有事情，例如

std::shared_ptr<int> pi(new int(0));
std::shared_ptr<void> pv = pi;
std::shared_ptr<int> pi2 = static_pointer_cast<int>(pv);

struct A {
  int i;
};
std::shared_ptr<A> pa(new A);
std::shared_ptr<int> pai(pa, pa->i);

struct B { virtual ~B() = default; };
struct C : B { };
std::shared_ptr<B> pb(new C);
std::shared_ptr<C> pc = std::dynamic_pointer_cast<C>(pb);

在这些示例中，pv、pai 和 pb 存储了一个与控制 block 拥有的指针类型不同的指针，因此 shared_ptr 本身必须存储第二个指针(可能是不同类型)。

对于pv 和pb，可以通过将存储在控制 block 中的指针转换为需要返回的类型来使其工作。这在某些情况下会起作用，尽管有一些使用多重继承的示例无法正常工作。

但对于 pai 示例(它使用别名构造函数)，如果不在控制 block 中存储一个与该指针分开的指针，则无法使其工作，因为这两个指针完全不相关类型，您不能在它们之间进行转换。

你在评论中说:

I see and in case of make_shared, second pointer points to the address internal to the allocated block. (I actually tried this already and it seems that way)

是的，没错。还有第二个指针，但是两个指针指向同一个内存块。这样做的好处是只需要一个内存分配，而不是为对象和控制 block 分配两个单独的内存。此外，对象和控制 block 在内存中相邻，因此更有可能共享缓存行。如果 CPU 已经在其缓存中获得了引用计数，那么它的缓存中可能也有该对象，因此访问它们会更快，并且意味着有另一个缓存行可用于其他数据。