检查 shared_ptr 的唯一所有权

Question

我经常想查看shared_ptr 是否是共享对象的唯一所有者。在销毁最后一个 shared_ptr 之前传递行为会很方便，而不是在销毁之后必须这样做（我的特定用例是通过在销毁之前用另一个 shared_ptr 拯救弱指针来处理弱指针的保存。在销毁开始之后，救他们为时已晚）。

C++11[草案] 20.7.2.1.4：

为了确定是否存在数据竞争，成员 函数只能访问和修改 shared_ptr 和 weak_ptr 对象本身，而不是它们所指的对象。改变在 use_count() 不反映可以引入数据的修改 比赛。

This question 澄清了我对p.use_count() == 1 引起数据竞争的担忧。但是，我仍然不相信以我想要的方式使用它是安全的。

在单线程世界中，如果use_count() 返回 1，那么您就知道您是该对象的最后一个所有者。在您避免数据竞争的多线程世界中，use_count() of 1 似乎是合理的，足以确保您是唯一的所有者，但我在尝试从规范中获得这一点时遇到了令人沮丧的时间。我不知道是否存在允许 use_count 为 1 的漏洞，即使另一个线程上存在另一个 shared_ptr。另一方面，use_count 的定义可能会变成 goo 似乎令人沮丧，因为我将 shared_ptr 交给了另一个线程。

根据规范的规则，我是否会遇到use_count() 为 1，但我不是唯一所有者的情况？我认识到，由于比赛，use_count 为 2 并不明确表示我正在共享（在我在此线程上调用 use_count 后，另一个线程可能会释放我的对象），但我对另一个方向感兴趣，一旦我看到use_count 的 1 个。

作为第二个相关问题：同样的规则是否适用于unique，这似乎是为我想要的实现量身定制的，但没有关于线程安全的任何额外声明？

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编辑：响应我得到的答案，我感兴趣的情况是 shared_ptr 我们正在调用 unique_count 只能由单个线程访问，所以我这样做了不用担心任何其他线程成功复制它......他们必须找到自己的shared_ptr来复制！

Answer 1

如果有可能存在一个weak_ptr 指向与您的单个shared_ptr 相同的控制块，并且如果另一个线程可能将该weak_ptr 转换为shared_ptr，那么您的线程可能会观察到一个use_count() == 1，但是当它可以使用该信息做任何事情时，另一个线程可能会从weak_ptr 构造一个新的shared_ptr，将use_count 增加到2。

即使没有weak_ptrs，如果有多个线程对您的shared_ptr 具有读取权限（例如说它是全局的），那么在您观察use_count() == 1 之后，另一个线程可能会复制它。

如果任何其他线程都无法访问您的shared_ptr，并且其他线程不可能将weak_ptr 转换为shared_ptr，那么use_count() == 1 是可以安全依赖的。

Answer 2

当然。即使指定 use_count() 和 unique() 都是原子的，但它不是：

long use_count() const noexcept;
返回：shared_ptr 对象的数量，包括 *this，与 *this 共享所有权，或 0 当*this 为空时。
[注意：use_count() 不一定有效。—结束注]

bool unique() const noexcept;
返回：use_count() == 1。
[注意：unique() 可能比 use_count() 快。如果您使用unique() 来实现复制 写，get() == nullptr时不要依赖具体值。 ——尾注]

没有什么可以阻止这样的事情发生：

std::shared_ptr<Foo> sp;

// thread 1                      // thread 2    
bool uniq = sp.unique();    /**/
                            /**/   std::shared_ptr<Foo> cpy = sp;
if (uniq) {                 /**/
   /* mine?? */             /**/   cpy->foo();
   /* nope :-( */           /**/
}                           /**/