C++中 share_from_this类的作用和实现原理

作者：不正经 | 2024-03-16 10:13:18

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share_from_this

转载地址：http://blog.csdn.net/acs713/article/details/29174191

boost库中的share_from_this 已经在c11标准中实现。理论与boost相同，以下是按照boost的文档来解释该问题。

使用boost库时，经常会看到如下的类

class A:public enable_share_from_this<A>

在什么情况下要使类A继承enable_share_from_this？

使用场合：当类A被share_ptr管理，且在类A的成员函数里需要把当前类对象作为参数传给其他函数时，就需要传递一个指向自身的share_ptr。

我们就使类A继承enable_share_from_this，然后通过其成员函数share_from_this()返回当指向自身的share_ptr。

以上有2个疑惑：

1.把当前类对象作为参数传给其他函数时，为什么要传递share_ptr呢？直接传递this指针不可以吗？

一个裸指针传递给调用者，谁也不知道调用者会干什么？假如调用者delete了该对象，而share_tr此时还指向该对象。

2.这样传递share_ptr可以吗？share_ptr<this>

这样会造成2个非共享的share_ptr指向一个对象，最后造成2次析构该对象。

boost官方文档中一个非常典型的例子：http://www.boost.org/doc/libs/1_55_0/doc/html/boost_asio/tutorial/tutdaytime3/src.html

部分代码：

 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 };

类tcp_connection继承enable_share_from_this，在22行里，它的成员函数start()，通过share_from_this返回指向自身的share_ptr。

实现原理：

share_from_this()是如何返回指向该对象的share_ptr的？显然它不能直接return share_ptr<this>。因为它返回的share_ptr必须和管理该对象的share_ptr是共享的，也就是说返回的share_ptr的引用计数和管理该对象的share_ptr的引用计数是相同的。其实enable_share_from_this就存储了管理该对象的share_ptr的引用计数，通过weak_ptr来实现。在enable_share_from_this，里有一个成员weak_this_。

但现在的问题是：何时初始化这个 weak_ptr ？因为类对象生成时还没有生成相应的用来管理这个对象的 shared_ptr 。其实是通过share_ptr的构造函数中初始化这个weak_ptr的.

shared_ptr 定义了如下构造函数：

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 }

里面调用了 boost::detail::sp_pointer_construct

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 }

里面又调用了boost::detail::sp_enable_shared_from_this

share_ptr有2个该重载函数

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 }

1 inline void sp_enable_shared_from_this( ... )
2 {
3 }

由于我们的类是继承enable_share_from_this，所以调用的是前者

里面又调用了 enable_shared_from_this 的 _internal_accept_owner ：

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 );
  }
}

最后，在这里对enable_shared_from_this 的成员 weak_this_ 进行拷贝赋值，使得整个 weak_ptr 作为类对象shared_ptr 的一个观察者。当调用share_from_this()时，就可以从这个 weak_ptr 来生成了，且引用计数是相同的。

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 }

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