在 C++ 中实现弱侵入式指针

Question

弱指针类似于智能指针，只是来自弱指针的引用 指针不会阻止垃圾收集，弱指针必须 在使用之前检查其有效性。

在我们的项目（Linderdaum Engine http://www.linderdaum.com）中，我们使用侵入式指针。为了避免循环引用和孤立岛，我们通过以下方式实现了弱侵入式指针：

namespace LPtr
{
    clPtr<iObject> GetObjectsGraphPtrWrapper( sEnvironment* Env, iObject* Obj, size_t Generation );
};

/// Intrusive weak smart pointer
template <class T> class clWeakPtr
{
public:
    /// default constructor
    clWeakPtr(): Env( NULL ), FObject( NULL ), FGeneration( 0 ) {}
    explicit clWeakPtr( T* Ptr )
     : Env( Ptr ? Ptr->Env : NULL )
     , FObject( Ptr )
     , FGeneration( Ptr ? Ptr->FGeneration : 0 ) {}
    explicit clWeakPtr( const clPtr<T>& Ptr )
     : Env( Ptr ? Ptr->Env : NULL )
     , FObject( Ptr.GetInternalPtr() )
     , FGeneration( Ptr ? Ptr->FGeneration : 0 ) {}
    clPtr<T> Lock() const
    {
        clPtr<iObject> P = LPtr::GetObjectsGraphPtrWrapper( Env, FObject, FGeneration );

        return P.DynamicCast<T>();
    }
private:
    sEnvironment* Env;
    T*            FObject;
    size_t        FGeneration;
};

GetObjectsGraphPtrWrapper 在这里只是为了前向声明，大致这样做：

LMutex Lock( &FObjectsGraphMutex );

clObjectsGraph::const_iterator i = std::find( Env->ObjectsGraph.begin(), Env->ObjectsGraph.end(), Obj );

if ( i == Env->ObjectsGraph.end() ) return clPtr<iObject>();

bool IsSame  = Obj->FGeneration == Generation;
bool IsAlive = Obj->GetReferenceCounter() > 0;

return  ( IsSame && IsAlive ) ? clPtr<iObject>( Obj ) : clPtr<iObject>();

Generation 在sEnvironment 的范围内是全局的，并且每次实例化一个新对象时都会以原子方式递增。

我的问题是：

1) 像这样实现弱引用是否安全？

2) 有没有办法优化clWeakPtr::Lock()？

Answer 1

1) 看起来确实很安全，但是对图表的任何修改都会与LPtr::GetObjectsGraphPtrWrapper 发生争用

2) 读写锁可能会有所帮助，至少您可以并行调用多个Lock()

您的解决方案的问题在于它破坏了非侵入式弱指针带来的局部性。 根据并发级别，这可能会成为一个问题，因为每次调用 Lock() 都会阻止任何对象的创建，以及任何其他没有读写锁的 Lock() 调用。