weak_ptr是否有计数方式，在哪分配的空间。

目录

前言

1. weak_ptr 的引用计数问题

2. 控制块和内存分配

3. weak_ptr 与 shared_ptr 的控制块关系

前言

• weak_ptr 不增加对象的强引用计数，但会增加控制块的弱引用计数。
• 如果使用 make_shared，控制块和对象在同一块内存中；使用 new 时，控制块和对象分配在不同的内存区域。
• weak_ptr 通过 shared_ptr 的控制块管理弱引用计数，避免了循环引用的内存泄漏问题。

1. weak_ptr 的引用计数问题

“weak_ptr 真的不计数吗？”

严格来说，weak_ptr 确实不会增加对象的强引用计数。然而，这并不意味着它完全不涉及计数。事实上，weak_ptr 会参与弱引用计数的管理。

引用计数的细节

• 强引用计数（use count）：用于跟踪当前有多少个 shared_ptr 指向同一个对象。每创建一个新的 shared_ptr，强引用计数就增加；每销毁一个 shared_ptr，强引用计数就减少。当强引用计数为零时，管理的对象会被销毁。

• 弱引用计数（weak count）：用于跟踪当前有多少个 weak_ptr 指向同一个对象的控制块。弱引用计数不影响对象的生命周期，只是管理控制块的存在。当强引用计数和弱引用计数都为零时，控制块本身才会被销毁。

#include <iostream>
#include <memory>

int main() {
    std::shared_ptr<int> sp = std::make_shared<int>(10);
    std::weak_ptr<int> wp = sp;
    
    std::cout << "use_count: " << sp.use_count() << std::endl; // 输出 1
    std::cout << "weak_ptr use_count: " << wp.use_count() << std::endl; // 输出 1
    
    if (auto spt = wp.lock()) {  // 转换为 shared_ptr，增加强引用计数
        std::cout << "use_count after lock: " << sp.use_count() << std::endl; // 输出 2
    }
    
    std::cout << "use_count after lock is released: " << sp.use_count() << std::endl; // 输出 1
}

在这个示例中：

• sp.use_count() 返回的是强引用计数（此处为1）。
• wp.use_count() 返回的也是强引用计数（此处为1），但 wp 本身不增加这个计数。
• wp.lock() 返回一个新的 shared_ptr，临时增加强引用计数，当这个临时 shared_ptr 释放时，强引用计数恢复。

2. 控制块和内存分配

“计数和控制块在哪里分配的空间？”

控制块（control block）是一个独立的结构体，通常包含以下内容：

• 强引用计数（use count）
• 弱引用计数（weak count）
• 被管理的对象的指针
• 自定义的析构函数等

内存分配的方式有两种：

1.使用 make_shared 初始化：

当你使用 make_shared 时，控制块和实际对象通常分配在同一块内存中。这种方式优化了内存分配，减少了分配的次数，提高了性能。

auto sp = std::make_shared<int>(10);

这里，sp 的控制块和它管理的 int 对象是分配在一起的。

2.使用 new 和 shared_ptr 构造函数初始化：

如果你使用 new 创建对象，然后用 shared_ptr 构造函数管理这个对象，控制块和对象的内存是分开分配的。控制块由 shared_ptr 管理，但它与对象不在同一块内存中。

auto sp = std::shared_ptr<int>(new int(10));

1. 这里，sp 的控制块与 int 对象位于不同的内存区域。

3. weak_ptr 与 shared_ptr 的控制块关系

weak_ptr 共享 shared_ptr 的控制块，它不持有资源，但持有对控制块的弱引用。控制块中的弱引用计数用于确定何时可以安全地销毁控制块，而不是销毁对象本身。