理解 C++ std::shared_ptr

Question

我有一个问题，请通过以下简单的C++程序，

int main( )
{
 shared_ptr<int> sptr1( new int );
 shared_ptr<int> sptr2 = sptr1;
 shared_ptr<int> sptr3;
 shared_ptr<int> sptr4;
 sptr3 = sptr2;

 cout<<sptr1.use_count()<<endl;
 cout<<sptr2.use_count()<<endl;
 cout<<sptr3.use_count()<<endl;

 sptr4 = sptr2;

 cout<<sptr1.use_count()<<endl;
 cout<<sptr2.use_count()<<endl;
 cout<<sptr3.use_count()<<endl;

 return 0;
}

输出：

3
3
3
4
4
4

sptr1 和 sptr3 对象如何知道引用计数在打印 4 时增加。

据我所知，引用计数是每个 shared_ptr 对象中的一个变量。

Answer 1

据我所知，引用计数是每个 shared_ptr 对象中的一个变量。

不，引用计数存储在堆上的“控制块”中。每个shared_ptr 实例都指向同一个“控制块”并使其保持活动状态（直到所有实例和与其共享所有权的所有weak_ptr 实例都死了）。

Answer 2

shared_ptr<T> 通常实现为两个指针。一个用于对象数据，一个用于结构，如下所示：

[strong reference count]
[weak reference count]
[type-erased destroyer fptr]
[type-erased destroyer data]

[object ptr] 指向实际对象。

当您复制shared_ptr 时，它会创建另一个指向上述数据（以及实际对象）的指针，并递增其中的[strong reference count] 部分。弱指针的行为类似，但增加了[weak reference count]（当 strong 为 0 且 weak 为非零时，类型擦除的销毁器被调用，但控制块仍然存在）。

顺便说一句，当您拨打 make_shared 时，它会：

[strong reference count]
[weak reference count]
[type-erased destroyer fptr]
[object data]

现在指向对象的指针指向控制块末尾的[object data]。这会将分配的数量减少到一个。

需要一个单独的数据和控制块指针，因为诸如派生的shared_ptr可以更改为base的shared_ptr等特性；在许多情况下，这需要调整指针值。同样，shared ptr 的别名构造函数允许控制块和指向的对象完全不相关。

取自 @Estinox 的 answer-that-isn't-an-answer，这里是 Channel9 talk 分享 ptr 的工作原理。