weak_ptr 是一種不控制對象生命周期的智能指針, 它指向一個 shared_ptr 管理的對象. 進行該對象的內存管理的是那個強引用的 shared_ptr. weak_ptr只是提供了對管理對象的一個訪問手段.
weak_ptr 設計的目的是為配合 shared_ptr 而引入的一種智能指針來協助 shared_ptr 工作, 它只可以從一個 shared_ptr 或另一個 weak_ptr 對象構造, 它的構造和析構不會引起引用記數的增加或減少.
定義在 memory 文件中(非memory.h), 命名空間為 std.
weak_ptr 使用:
std::shared_ptr<int> sp(new int(10));
std::weak_ptr<int> wp(sp);
wp = sp;
printf("%d\n", wp.use_count()); // 1
wp.reset();
printf("%d\n", wp); // 0
// 檢查 weak_ptr 內部對象的合法性.
if (std::shared_ptr<int> sp = wp.lock())
{
}
weak_ptr 沒有重載*和->但可以使用 lock 獲得一個可用的 shared_ptr 對象. 注意, weak_ptr 在使用前需要檢查合法性.
expired 用於檢測所管理的對象是否已經釋放, 如果已經釋放, 返回 true; 否則返回 false.
lock 用於獲取所管理的對象的強引用(shared_ptr). 如果 expired 為 true, 返回一個空的 shared_ptr; 否則返回一個 shared_ptr, 其內部對象指向與 weak_ptr 相同.
use_count 返回與 shared_ptr 共享的對象的引用計數.
reset 將 weak_ptr 置空.
weak_ptr 支持拷貝或賦值, 但不會影響對應的 shared_ptr 內部對象的計數.
使用 shared_ptr 時, shared_ptr 為強引用, 如果存在循環引用, 將導致內存洩露. 而 weak_ptr 為弱引用, 可以避免此問題, 其原理:
對於弱引用來說, 當引用的對象活著的時候弱引用不一定存在. 僅僅是當它存在的時候的一個引用, 弱引用並不修改該對象的引用計數, 這意味這弱引用它並不對對象的內存進行管理.
weak_ptr 在功能上類似於普通指針, 然而一個比較大的區別是, 弱引用能檢測到所管理的對象是否已經被釋放, 從而避免訪問非法內存。
注意: 雖然通過弱引用指針可以有效的解除循環引用, 但這種方式必須在程序員能預見會出現循環引用的情況下才能使用, 也可以是說這個僅僅是一種編譯期的解決方案, 如果程序在運行過程中出現了循環引用, 還是會造成內存洩漏.
class CB; class CA; class CA { public: CA(){} ~CA(){PRINT_FUN();} void Register(const std::shared_ptr<CB>& sp) { m_spb = sp; } private: std::weak_ptr<CB> m_spb; }; class CB { public: CB(){}; ~CB(){PRINT_FUN();}; void Register(const std::shared_ptr<CA>& sp) { m_spa = sp; } private: std::shared_ptr<CA> m_spa; }; std::shared_ptr<CA> spa(new CA); std::shared_ptr<CB> spb(new CB); spb->Register(spa); spa->Register(spb); printf("%d\n", spb.use_count()); // 1 printf("%d\n", spa.use_count()); // 2
VC中的源碼實現
template<class _Ty> class weak_ptr : public _Ptr_base<_Ty> { // class for pointer to reference counted resource typedef typename _Ptr_base<_Ty>::_Elem _Elem; public: weak_ptr() { // construct empty weak_ptr object } template<class _Ty2> weak_ptr(const shared_ptr<_Ty2>& _Other, typename enable_if<is_convertible<_Ty2 *, _Ty *>::value, void *>::type * = 0) { // construct weak_ptr object for resource owned by _Other this->_Resetw(_Other); } weak_ptr(const weak_ptr& _Other) { // construct weak_ptr object for resource pointed to by _Other this->_Resetw(_Other); } template<class _Ty2> weak_ptr(const weak_ptr<_Ty2>& _Other, typename enable_if<is_convertible<_Ty2 *, _Ty *>::value, void *>::type * = 0) { // construct weak_ptr object for resource pointed to by _Other this->_Resetw(_Other); } ~weak_ptr() { // release resource this->_Decwref(); } weak_ptr& operator=(const weak_ptr& _Right) { // assign from _Right this->_Resetw(_Right); return (*this); } template<class _Ty2> weak_ptr& operator=(const weak_ptr<_Ty2>& _Right) { // assign from _Right this->_Resetw(_Right); return (*this); } template<class _Ty2> weak_ptr& operator=(shared_ptr<_Ty2>& _Right) { // assign from _Right this->_Resetw(_Right); return (*this); } void reset() { // release resource, convert to null weak_ptr object this->_Resetw(); } void swap(weak_ptr& _Other) { // swap pointers this->_Swap(_Other); } bool expired() const { // return true if resource no longer exists return (this->_Expired()); } shared_ptr<_Ty> lock() const { // convert to shared_ptr return (shared_ptr<_Elem>(*this, false)); } };