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c++ - ::lock() 函数如何在 std::weak_ptr 上工作？

问题描述

当你有一个weak_ptr，你这样做：

std::weak_ptr<int> wp; // Pretend it's assigned to a shared_ptr
if (!wp.expired()) // Equivalent to use_count() != 0
{ /* Here we're not 100% sure the raw pointer is accessible because a shared_ptr from another thread
   could have been destroyed, and is in the process of decrementing the use_count from 1 to 0 and calling the deleter.*/

}

另一方面：

std::weak_ptr<int> wp; // Pretend it's assigned to a shared_ptr
if (wp.expired()) Equivalent to use_count() == 0
{ /* Here we are sure that the raw pointer is invalid because of the interesting property that once the use_count is 0 it can't get incremented anymore */

}

如果资源仍然有效，访问指针的正确方法是调用 lock，如果资源有效，它将向资源返回 shared_ptr，如果资源无效，则返回空/null shared_ptr：

if (std::shared_ptr shp = wp.lock())
{// We know the resource is valid, we can use it
}

我不明白的是，根据文档，锁定功能被定义为：

有效返回expired() ? shared_ptr<T>() : shared_ptr<T>(*this)，原子执行。

所以如果expired()（相当于use_count() == 0）返回true，那么我们确定指针不能被取消引用，我们得到一个空的shared_ptr。另一方面，如果 expired() 返回 false 我们会返回一个 shared_ptr 到资源，但问题是，正如我上面提到的，当 expired() 返回 true 我们知道指针是错误的，但是当它返回 false 时可能是假阴性，但我们会返回一个 shared_ptr。当我们检查返回的 shared_ptr 时，另一个线程可能仍在写入控制块的过程中，对吧？

当文档说“以原子方式执行”时，这是否意味着每次您想访问weak_ptr时调用lock（）方法都使用互斥锁，还是使用原子操作？如果是这样，这样做的性能成本是多少？

我不认为它对计数器使用原子类型，因为我听说过一个经常实现的技巧，我认为这是一种避免使用原子类型/操作的方法：

为所有 shared_ptr 实例添加一个只是一种优化（在复制/分配 shared_ptr 实例时保存一个原子增量/减量）Link。

标签： c++smart-pointersweak-ptr

解决方案

相关的 C++ 语言概念是排序。通常，一个操作在另一操作之前或之后排序 。在这种情况下，“以原子方式执行”意味着没有任何内容排序 after expired()但排序 before shared_ptr<T>(*this)。

最后，这确实是一个编译器保证。你的实现库知道如何让编译器做正确的事情。标准库中的锁是类似的；他们还必须确保编译器做正确的事情。真正由库编写者决定如何实现这两者。

性能可能取决于实现，但这是一个非常常见的类。这意味着实施者会关心性能。

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