shared_ptr循环引用问题以及解决方法

• 一、shared_ptr循环引用问题
• • 例子一
  • 例子二
  • 例子三
• 二、weak_ptr解决循环引用问题

一、shared_ptr循环引用问题

什么是循环引用，两个对象相互使用shared_ptr指向对方。造成的后果是：内存泄漏

例子一

下面是循环引用的例子

#include #include using namespace std;class A;class B;class A {public:    std::shared_ptr<B> bptr;    ~A() { cout << "A is deleted" << endl; // 析构函数后，才去释放成员变量    }};class B {public:    std::shared_ptr<A> aptr;    ~B() { cout << "B is deleted" << endl;  // 析构函数后，才去释放成员变量    }};int main(){    std::shared_ptr<A> pa;    { std::shared_ptr<A> ap(new A); std::shared_ptr<B> bp(new B); ap->bptr = bp; bp->aptr = ap;    }    return 0;}

这种状态下，它们的引用计数为均为2

{   std::shared_ptr<A> ap(new A);   std::shared_ptr<B> bp(new B);   ap->bptr = bp;   bp->aptr = ap;}

在作用域内ap和bp的引用计数都为2，但是当它们退出循环的时候，ap的引用计数减1，bp的引用计数也减1，但它们依旧不为0，引用计数均为1。
对ap来说：只有调用了A的析构函数，才会去释放它的成员变量bptr。何时会调用A的析构函数呢？就是ap的引用计数为0
对于bp来说，只有调用了B的析构函数，才会去释放它的成员变量aptr。同样是bp的引用计数都为0的时候才能析构。

现在，对于ap和bp来说，它们都拿着对方的share_ptr(有点类似于死锁的现象)，没法使得ab和bp的引用计数为0。那么A和B的对象均无法析构。于是造成了内存泄漏。

ap和bp退出作用域了，为什么不会调用析构函数呢？
ap和bp是创建在栈上的，而不是A或者B对象的本身，ap、bp退出作用域，只是ap和bp本身释放了，只会使得，A、B对象的引用计数-1，调用析构函数，是要A或B的对象，的引用计数为0才能执行析构函数。

例子二

如果将例子一，改成了下面这样，A对象的引用计数为1，B对象的引用计数为2
当ap和bp退出作用域时，
首先栈上的bp会被释放，那么B对象的引用计数-1，从2变为 1
然后栈上的ap会释放，那么A对象的引用计数-1，变成0。那么会调用A对象的析构函数，那么A对象中的成员bptr也会被释放，那么B对象的引用计数-1，也变成0，就会调用B对象的析构函数。

{   std::shared_ptr<A> ap(new A);   std::shared_ptr<B> bp(new B);   ap->bptr = bp;   //bp->aptr = ap;}

执行结果

（注意，顺序是反着的，先释放栈上的bp，然后再是ap）

例子三

由于ap和bp都拿着对方的shared_ptr,导致循环引用。那么可以手动释放成员变量，比如将ap->bptr释放，那么此时B对象的引用计数为1，A对象的引用计数为2。

就是跟例子二类似的情况了，A对象和B对象都能够成功析构，不会造成内存泄漏。

{ std::shared_ptr<A> ap(new A); std::shared_ptr<B> bp(new B); ap->bptr = bp; bp->aptr = ap; ap->bptr.reset(); // 手动释放成员变量才行    }

二、weak_ptr解决循环引用问题

shared_ptr采用引用计数的方式，为0的时候就会去析构对象。
可以发现weak_ptr，不影响引用计数，是一种不控制对象生命周期的智能指针。

int main(){    shared_ptr<int> sp(new int(10));    cout<<sp.use_count()<<endl; //输出1    weak_ptr<int> wp1=sp;    weak_ptr<int> wp2=sp;    cout<<sp.use_count()<<endl; //输出1}

因此只要将例子一中，类成员从shared_ptr改为weak_ptr，即可解决循环引用问题