使用 make_shared 时会发生什么答案

【问题标题】：What happens when using make_shared使用 make_shared 时会发生什么
【发布时间】：2014-09-06 22:20:46
【问题描述】：

我很感兴趣这两行代码是否相同：

shared_ptr<int> sp(new int(1)); // double allocation?
shared_ptr<int> sp(make_shared<int>(1)); // just one allocation?

如果这是真的，有人能解释一下为什么第二行只有一个分配吗？

【问题讨论】：

要清楚，这不是int 的双重分配。这只是两个独立的分配：一个用于int 对象，另一个用于shared_ptr 控制块。第二行只是一次性分配int和控制块。
在此处查看第 2 点：herbsutter.com/2013/05/29/gotw-89-solution-smart-pointers
在第二种情况下，make_shared 分配了int 和控制块，因此可以一次性分配两者。在第一种情况下，您分配了int，shared_ptr 的构造函数分配了控制块，没有办法统一分配。
注：不能保证make_shared 只进行一次分配，实现只是可能进行一次分配...但是如果您的实现没有执行该优化，您应该向您的供应商投诉（至少 GCC、LLVM 和 MSVC 实现可以做到这一点，boost::make_shared 也可以做到）
这是对幕后情况的另一个体面解释：stackoverflow.com/a/8646062/576911

标签： c++ c++11 smart-pointers make-shared

【解决方案1】：

第一种情况不执行双重分配，它执行两次分配，一个用于托管对象，一个用于shared_ptr的控制块。

对于第二种情况，cppreference 很好地解释了为什么 std::make_shared通常只执行它所说的一次内存分配（强调我的未来）：

此函数通常为 T 对象和 shared_ptr 的控制块，具有单个内存分配（它是标准中的非约束性要求）。相比之下，声明 std::shared_ptr p(new T(Args...)) 执行至少两个内存分配，这可能会产生不必要的开销。

从std::shared_ptr 部分它说：

当 shared_ptr 通过调用 std::make_shared 或 std::allocate_shared，控制块和托管对象是使用单个分配创建的。被管理对象在控制块的数据成员中就地构造。什么时候 shared_ptr 是通过 shared_ptr 构造函数之一创建的，即管理对象和控制块必须分开分配。在在这种情况下，控制块存储一个指向托管对象的指针。

此make_shared 描述与C++11 draft standard 部分中的20.7.2.2.6 描述一致shared_ptr 创建

template<class T, class... Args> shared_ptr<T> make_shared(Args&&... args);
template<class T, class A, class... Args>
  shared_ptr<T> allocate_shared(const A& a, Args&&... args);
[...]

备注：实现应该执行不超过一个内存分配。 [注：这提供了等效于侵入式智能指针。 ——尾注]

[ 注意：这些函数通常会分配比 sizeof(T) 以允许内部簿记结构，例如参考计数。 ——尾注]

Herb Sutter 对在GotW #89 Solution: Smart Pointers 中使用make_shared 的优势进行了更详细的说明，并指出了一些优势：

它减少了分配开销
它改善了局部性。
避免显式的 new。
避免异常安全问题。

请注意，在使用 std::weak_ptr using make_shared has some disadvantages 时。

【讨论】：

【解决方案2】：

cppreference std::shared_ptrImplementation notes 部分的解释

在典型的实现中，std::shared_ptr 只保存两个指针：

指向托管对象的指针

指向控制块的指针

当 shared_ptr 通过调用 std::make_shared 或 std::allocate_shared，控制块和托管对象是使用单个分配创建的。被管理对象在控制块的数据成员中就地构造。什么时候 shared_ptr 是通过 shared_ptr 构造函数之一创建的，即管理对象和控制块必须分开分配。在在这种情况下，控制块存储一个指向托管对象的指针。

【讨论】：

【解决方案3】：

还有一个潜在的微妙错误：在sp(new int) 中，您首先分配一个int（其指针指向sp），而sp 本身必须分配一个控制块（将包含计数器和删除器）。

现在，如果最后一次分配sp 失败（内存不足），您将留下一个分配的 int 堆，其指针不被任何人持有，因此无法删除。（内存泄漏）。

【讨论】：