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C++ boost庫----share_from_this類的作用和實現原理

使用boost庫時,經常會看到如下的類

class A:public enable_share_from_this<A>

在什麼情況下要使類A繼承enable_share_from_this?

使用場合:當類A被share_ptr管理,且在類A的成員函式裡需要把當前類物件作為引數傳給其他函式時,就需要傳遞一個指向自身的share_ptr。

我們就使類A繼承enable_share_from_this,然後通過其成員函式share_from_this()返回當指向自身的share_ptr。

以上有2個疑惑:

1.把當前類物件作為引數傳給其他函式時,為什麼要傳遞share_ptr呢?直接傳遞this指標不可以嗎?

一個裸指標傳遞給呼叫者,誰也不知道呼叫者會幹什麼?假如呼叫者delete了該物件,而share_tr此時還指向該物件。

2.這樣傳遞share_ptr可以嗎?share_ptr<this>

這樣會造成2個非共享的share_ptr指向一個物件,最後造成2次析構該物件。

部分程式碼:

複製程式碼
 1 class tcp_connection
 2   : public boost::enable_shared_from_this<tcp_connection>
 3 {
 4 public:
 5   typedef boost::shared_ptr<tcp_connection> pointer;
6 7 static pointer create(boost::asio::io_service& io_service) 8 { 9 return pointer(new tcp_connection(io_service)); 10 } 11 12 tcp::socket& socket() 13 { 14 return socket_; 15 } 16 17 void start() 18 { 19 message_ = make_daytime_string(); 20 21 boost::asio::async_write(socket_, boost::asio::buffer(message_),
22 boost::bind(&tcp_connection::handle_write, shared_from_this(), 23 boost::asio::placeholders::error, 24 boost::asio::placeholders::bytes_transferred)); 25 } 26 27 private: 28 tcp_connection(boost::asio::io_service& io_service) 29 : socket_(io_service) 30 { 31 } 32 33 void handle_write(const boost::system::error_code& /*error*/, 34 size_t /*bytes_transferred*/) 35 { 36 } 37 38 tcp::socket socket_; 39 std::string message_; 40 };
複製程式碼

類tcp_connection繼承enable_share_from_this,在22行裡,它的成員函式start(),通過share_from_this返回指向自身的share_ptr。

實現原理:

share_from_this()是如何返回指向該物件的share_ptr的?顯然它不能直接return share_ptr<this>。因為它返回的share_ptr必須和管理該物件的share_ptr是共享的,也就是說返回的share_ptr的引用計數和管理該物件的share_ptr的引用計數是相同的。其實enable_share_from_this就儲存了管理該物件的share_ptr的引用計數,通過weak_ptr來實現。在enable_share_from_this,裡有一個成員weak_this_。

但現在的問題是:何時初始化這個 weak_ptr ?因為類物件生成時還沒有生成相應的用來管理這個物件的 shared_ptr 。其實是通過share_ptr的建構函式中初始化這個weak_ptr的.

shared_ptr 定義瞭如下建構函式:
1  template<class Y>
2 explicit shared_ptr( Y * p ): px( p ), pn() // Y must be complete
3 {
4   boost::detail::sp_pointer_construct( this, p, pn );
5 }
裡面呼叫了  boost::detail::sp_pointer_construct  複製程式碼
1 template< class T, class Y > inline void sp_pointer_construct( boost::shared_ptr< T > * ppx, Y * p, boost::detail::shared_count & pn )
2 {
3    boost::detail::shared_count( p ).swap( pn );
4    boost::detail::sp_enable_shared_from_this( ppx, p, p );
5 }
複製程式碼  裡面又呼叫了boost::detail::sp_enable_shared_from_this share_ptr有2個該過載函式 複製程式碼
1 template< class X, class Y, class T > inline void sp_enable_shared_from_this( boost::shared_ptr<X> const * ppx, Y const * py, boost::enable_shared_from_this< T > const * pe )
2 {
3   if( pe != 0 )
4  {
5    pe->_internal_accept_owner( ppx, const_cast< Y* >( py ) );
6  }
7 }
複製程式碼
1 inline void sp_enable_shared_from_this( ... )
2 {
3 }

由於我們的類是繼承enable_share_from_this,所以呼叫的是前者

裡面又呼叫了 enable_shared_from_this 的 _internal_accept_owner : 複製程式碼
template<class X, class Y> void _internal_accept_owner( shared_ptr<X> const * ppx, Y * py ) const
{
  if( weak_this_.expired() )
  {
    weak_this_ = shared_ptr<T>( *ppx, py );
  }
}
複製程式碼

最後,在這裡對enable_shared_from_this 的成員 weak_this_ 進行拷貝賦值,使得整個 weak_ptr 作為類物件shared_ptr 的一個觀察者。當呼叫share_from_this()時,就可以從這個 weak_ptr 來生成了,且引用計數是相同的。

複製程式碼
1 shared_ptr<T const> shared_from_this() const
2 {
3  shared_ptr<T const> p( weak_this_ );
4  BOOST_ASSERT( p.get() == this );
5  return p;
6 }
複製程式碼