shared_ptr通過控制塊中的引用計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)共享所有權(quán)，強(qiáng)引用計(jì)數(shù)為0時(shí)釋放對象，弱引用計(jì)數(shù)為0時(shí)釋放控制塊，確保線程安全與資源正確回收。

shared_ptr 的引用計(jì)數(shù)機(jī)制是 C++ 智能指針實(shí)現(xiàn)共享所有權(quán)的核心。它允許多個 shared_ptr 實(shí)例指向同一塊動態(tài)分配的內(nèi)存，只有當(dāng)最后一個 shared_ptr 被銷毀或重置時(shí)，內(nèi)存才會被釋放。這種機(jī)制避免了內(nèi)存泄漏，也防止了重復(fù)釋放的問題。

引用計(jì)數(shù)的基本原理

每個 shared_ptr 對象內(nèi)部不僅保存指向?qū)嶋H數(shù)據(jù)的指針，還持有一個指向“控制塊”的指針。這個控制塊中包含兩個關(guān)鍵計(jì)數(shù)：

• 強(qiáng)引用計(jì)數(shù)（use_count）：記錄當(dāng)前有多少個 shared_ptr 正在共享該對象。
• 弱引用計(jì)數(shù)（weak_count）：記錄有多少個 weak_ptr 指向該控制塊（用于避免循環(huán)引用）。

每當(dāng)一個新的 shared_ptr 通過拷貝構(gòu)造或賦值操作共享同一個對象時(shí)，強(qiáng)引用計(jì)數(shù)加一。當(dāng)某個 shared_ptr 被銷毀或指向其他對象時(shí)，強(qiáng)引用計(jì)數(shù)減一。當(dāng)強(qiáng)引用計(jì)數(shù)降為 0，shared_ptr 會自動調(diào)用 delete 釋放所管理的對象。

共享所有權(quán)的實(shí)現(xiàn)方式

多個 shared_ptr 可以安全地共享同一個對象，這是通過共享控制塊實(shí)現(xiàn)的：

• 使用 make_shared 或 shared_ptr 構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建對象時(shí)，會同時(shí)創(chuàng)建控制塊。
• 拷貝 shared_ptr 時(shí)，新實(shí)例與原實(shí)例共享同一個控制塊，僅增加強(qiáng)引用計(jì)數(shù)。
• 即使多個 shared_ptr 來自不同作用域或線程（需同步），只要它們共享同一控制塊，引用計(jì)數(shù)就能正確維護(hù)。

線程安全與性能考慮

引用計(jì)數(shù)的操作（增減）是原子的，這意味著多個線程同時(shí)拷貝或銷毀 shared_ptr 不會導(dǎo)致計(jì)數(shù)錯誤。但注意：

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• 多個線程讀寫同一個 shared_ptr 對象本身仍需外部同步。
• 引用計(jì)數(shù)的原子操作有一定性能開銷，頻繁拷貝 shared_ptr 可能影響性能。
• make_shared 比直接 new 更高效，因?yàn)樗軠p少一次內(nèi)存分配（對象與控制塊合并分配）。

資源釋放的完整流程

當(dāng)強(qiáng)引用計(jì)數(shù)變?yōu)?0 時(shí)，發(fā)生以下步驟：

1. 調(diào)用所管理對象的析構(gòu)函數(shù)。
2. 釋放對象占用的內(nèi)存。
3. 弱引用計(jì)數(shù)減一，如果此時(shí)弱引用計(jì)數(shù)也為 0，則釋放控制塊本身。

這種設(shè)計(jì)確保了 weak_ptr 能安全檢測對象是否已被銷毀，而不會訪問無效內(nèi)存。

基本上就這些。shared_ptr 的引用計(jì)數(shù)機(jī)制在保證安全的同時(shí)，提供了簡潔的資源管理方式，是現(xiàn)代 C++ 中管理動態(tài)資源的推薦手段。

以上就是shared_ptr引用計(jì)數(shù)怎樣工作 共享所有權(quán)機(jī)制解析的詳細(xì)內(nèi)容，更多請關(guān)注php中文網(wǎng)其它相關(guān)文章！