c++ - 多个 shared_ptr 存储相同的指针

Question

考虑这个程序:

#include <memory>
#include <iostream>

class X
  : public std::enable_shared_from_this<X>
{
public:
  struct Cleanup1 { void operator()(X*) const; };
  struct Cleanup2 { void operator()(X*) const; };
  std::shared_ptr<X> lock1();
  std::shared_ptr<X> lock2();
};

std::shared_ptr<X> X::lock1()
{
  std::cout << "Resource 1 locked" << std::endl;
  return std::shared_ptr<X>(this, Cleanup1());
}

std::shared_ptr<X> X::lock2()
{
  std::cout << "Resource 2 locked" << std::endl;
  return std::shared_ptr<X>(this, Cleanup2());
}

void X::Cleanup1::operator()(X*) const
{
  std::cout << "Resource 1 unlocked" << std::endl;
}

void X::Cleanup2::operator()(X*) const
{
  std::cout << "Resource 2 unlocked" << std::endl;
}

int main()
{
  std::cout << std::boolalpha;

  X x;
  std::shared_ptr<X> p1 = x.lock1();
  {
    std::shared_ptr<X> p2 = x.lock2();
  }
}

我在 C++11 标准第 20.7.2 节中没有看到任何暗示这些内容无效的内容。有两个shared_ptr有点不寻常对象存储相同的指针 &x但不共享所有权，并使用不会结束 *get() 生命周期的“删除器” ，但没有什么禁止它。 (如果其中任何一个完全是无意的，就很难解释为什么一些 shared_ptr 成员函数接受 std::nullptr_t 值。)正如预期的那样，程序输出:

Resource 1 locked
Resource 2 locked
Resource 2 unlocked
Resource 1 unlocked

但现在如果我在 main() 中添加一点:

int main()
{
  std::cout << std::boolalpha;

  X x;
  std::shared_ptr<X> p1 = x.lock1();
  bool test1( x.shared_from_this() );
  std::cout << "x.shared_from_this() not empty: " << test1 << std::endl;
  {
    std::shared_ptr<X> p2 = x.lock2();
  }
  try {
    bool test2( x.shared_from_this() );
    std::cout << "x.shared_from_this() not empty: " << test2 << std::endl;
  } catch (std::exception& e) {
    std::cout << "caught: " << e.what() << std::endl;
  }
}

然后事情变得更加棘手。使用 g++ 4.6.3，我得到输出:

Resource 1 locked
x.shared_from_this() not empty: true
Resource 2 locked
Resource 2 unlocked
caught: std::bad_weak_ptr
Resource 1 unlocked

为什么第二次调用shared_from_this()失败？满足 20.7.2.4p7 的所有要求:

Requires: enable_shared_from_this<T> shall be an accessible base class of T. *this shall be a subobject of an object t of type T. There shall be at least one shared_ptr instance p that owns &t.

[ T是X , t是x , p是p1 .]

但是 g++ 的 enable_shared_from_this基本上遵循 20.7.2.4p10 中(非规范)“注释”的建议实现，使用私有(private) weak_ptr类(class)成员enable_shared_from_this .如果不在 enable_shared_from_this 中做一些相当复杂的事情，似乎不可能解决这类问题。 .

这是标准中的缺陷吗？ (如果是这样，这里不需要对解决方案“应该”是什么发表评论:添加一个要求以便示例程序调用未定义的行为，将注释更改为不建议这样一个简单的实现就足够了，....)

Answer 1

是的，在 C++11 中这里有一个缺陷。允许这样做:

It's a bit unusual to have two shared_ptr objects store the same pointer &x but not share ownership, and to use "deleters" that do not end the lifetime of *get(), but nothing forbids it.

这应该被明确声明为未定义的行为，不管“删除者”做了什么。当然，从技术上讲，这样做可能并不违法。

但是，您对使用该代码的人说谎。收到 shared_ptr 的任何人都期望他们现在拥有该对象的所有权。只要他们保留 shared_ptr(或其拷贝)，它指向的对象就仍然存在。

您的代码并非如此。所以我会说它在语法上是正确的，但在语义上是无效的。

shared_from_this 的语言很好。需要更改的是 shared_ptr 的语言。它应该声明创建两个“拥有”相同指针的独立唯一指针是未定义的行为。