std::move weak_ptr::lock 的返回值弄乱了 shared_ptr 的引用计数？

Question

我需要解释以下行为：

#include <iostream>
#include <memory>
#include <vector>

struct A {
    std::string s = "foo";
    std::weak_ptr<A> h;
    std::shared_ptr<A> && getR() {
        return std::move(h.lock());
    }
    std::shared_ptr<A> getL() {
        return h.lock();
    }
};

std::vector< std::shared_ptr<A> > storage;
std::vector< std::weak_ptr<A> > accountant;

void store(std::shared_ptr<A> && rr) {
    std::cout << "store '" << rr->s << "' uses: " << rr.use_count() << std::endl;
    storage.push_back(std::move(rr));
}

int main() {
    // create keeper of A
    auto keeper = std::make_shared<A>();
    keeper->s = "bar";
    // store weak_ptr-type handle with accountant
    accountant.push_back(keeper);
    // backref handle to A
    keeper->h = accountant[0];

    std::cout << "# case 0: manual 'move'" << std::endl;
    {
        store(std::move(accountant[0].lock()));

        std::cout << "uses: " << keeper.use_count() << std::endl;
    }
    storage.clear();

    std::cout << "# case 1: manual 'move' from internal" << std::endl;
    {
        store(std::move(keeper->h.lock()));

        std::cout << "uses: " << keeper.use_count() << std::endl;
    }
    storage.clear();

    std::cout << "# case 2: return copy from func" << std::endl;
    {
        store(keeper->getL());

        std::cout << "uses: " << keeper.use_count() << std::endl;
    }
    storage.clear();
    // all is well up to here.

    std::cout << "# case 3: return rref from func" << std::endl;
    {
        store(keeper->getR());

        std::cout << "uses: " << keeper.use_count() << std::endl;
        std::cout << "storage[0]: " << storage[0].get() << " uses: " << storage[0].use_count() << " " << &storage[0] << std::endl;
        std::cout << "keeper: " << keeper.get() << " uses: " << keeper.use_count() << " " << &keeper << std::endl;
    }
    storage.clear();

    std::cout << "# after" << std::endl;
    std::cout << "uses: " << keeper.use_count() << std::endl;
    // all the A is gone!!!!
    return 0;
}

输出：

# case 0: manual 'move'
store 'bar' uses: 2
uses: 2
# case 1: manual 'move' from internal
store 'bar' uses: 2
uses: 2
# case 2: return copy from func
store 'bar' uses: 2
uses: 2
# case 3: return rref from func
store 'bar' uses: 1
uses: 1
storage[0]: 0x2b49f7a0fc30 uses: 1 0x2b49f7a10ca0
keeper: 0x2b49f7a0fc30 uses: 1 0x7ffd3683be20
# after
uses: 0

ideone：http://ideone.com/smt7TX

这是一个为自己持有一个weak_ptr的类，所以它可以给自己一个shared_ptr-handles。它是真实代码中的资源类，shared_ptr 处理那些被传递的。现在为了减少复制 shared_ptrs 我遇到了我的 getHandle 函数（上面的 getR/getL ）并希望它通过移动而不是复制来返回。在一个简短的测试 std::moving 中，weak_ptr::lock 的返回似乎没问题，但在最终代码中它把事情搞砸了。 与复制返回值相比，它似乎在移动它减少了 shared_ptr 的引用计数器 - 所以我最终有 2 个 shared_ptr 存在，但两者的 use_count() 都为 1。所以如果我使用 get() 得到的那个用完了范围 A 被破坏，我原来的 shared_ptr 仍然指向垃圾。 在示例代码中，您可以看到在案例 3 之后 - 我希望最后一个 cout 告诉我 use_count() 为 1，直到 keeper 被销毁。

现在在真正的代码中，我只是内联了 getL 的等价物，希望这可以防止多余的复制，但我无法克服不知道为什么这不能像我想象的那样工作的线索。

为什么案例 3 会减少引用计数？ 那为什么case 0和1也不减少呢？

Answer 1

你这里有一个错误：

std::shared_ptr<A> && getR() {
    return std::move(h.lock());
}

这会创建一个临时的shared_ptr，它是函数本地的，然后返回对它的引用。那是对不再存在的对象的悬空引用。只需像getL 那样按值返回（我不知道你为什么称它为getL ...如果它指的是一个左值，那就错了，它会返回一个右值）。

您误用std::move 是为了提高性能，但简单地返回对象更简单、更安全，并且允许编译器更有效地优化它。没有std::move 就不会有任何复制或 移动，编译器将完全忽略临时，参见What are copy elision and return value optimization?

这些其他动作也是多余的（尽管在这里实际上并没有害处）：

    store(std::move(accountant[0].lock()));

    store(std::move(keeper->h.lock()));

在这两种情况下，您都试图移动已经是右值的东西，这是没有意义的。

你还重新实现了std::enable_shared_from_this，很糟糕。摆脱你的 weak_ptr 成员和你的 backref，然后做：

struct A : std::enable_shared_from_this<A> {
    std::string s = "foo";
};

然后调用keeper->shared_from_this() 而不是keeper->getL()。您会注意到 shared_from_this() 按值返回，而不是按引用返回，以避免 getR() 函数中的错误。