2013年6月15日

Ralph Shane (free2000fly at gmail dot com)

Smart Pointer

概述

包含兩種指針: 強指針 strong_ptr 和弱指針 weak_ptr。基本上可以替換 std::shared_ptr 和 std::weak_ptr.

強指針對象持有物件的指針並增加“強”引用計數；當強指針對象析搆時，“強”引用計數自減；當“強”引用計數自減到 0 時，強指針對象釋放物件實體。

弱指針對象不負責管理所持有物件的生命周期，它僅僅維護著一個“弱”引用計數，並在需要時從自身生成一個強指針。弱指針的存在是爲了避免循環引用情況的出現，從而導致智能指針持有的物件無法釋放。

實現細節

簡單的類 ref_count 用於實現對“強”引用計數和“弱”引用計數的操作。
基類 base_ptr 實現了強指針和弱指針的絕大部分邏輯，這個類是強指針和弱指針共同的基類。有兩個成員變量，ref_count 對象實體指針 m_counter 和 raw 物件指針。這個類的關鍵點有四:

(1) 在非零的 raw 物件指針傳入到構造函數時，持有該指針，並創建 ref_count 對象實體指針 m_counter 成員變量，此時“強”引用計數為 1，而“弱”引用計數為 0。

(2) 在“拷貝構造函數”的參數裏傳入強指針或弱指針對象時，調用 acquire 函數。

(3) acquire 函數裏完成兩件事: 持有傳入的 ref_count 對象指針，增加“強”引用計數或“弱”引用計數；持有傳入的 raw 物件指針。

(4) 在 base_ptr 對象析搆時，調用最關鍵的 release 函數。release 函數針對自身 base_ptr 對象是強指針還是弱指針決定“強”引用計數或“弱”引用計數的自減。當“強”引用計數為 0 時，釋放（delete）持有的物件。繼續下一步的判斷，當“強”引用計數和“弱”引用計數都為 0 時，釋放（delete）ref_count 對象實體指針 m_counter。然後將 raw 物件指針 m_ptr 和 m_counter 變量歸零。
strong_ptr 類基本上就是轉發 base_ptr 基類的操作。weak_ptr 類與 strong_ptr 類似，就是將對 raw 物件指針的直接操作屏蔽掉。