C++中的循環(huán)引用

更新時(shí)間：2017年09月12日 08:52:36 作者：D_Guco

雖然C++11引入了智能指針的，但是開發(fā)人員在與內(nèi)存的斗爭(zhēng)問題上并沒有解放，如果我門實(shí)用不當(dāng)仍然有內(nèi)存泄漏問題，其中智能指針的循環(huán)引用缺陷是最大的問題。下面通過實(shí)例代碼給大家介紹c++中的循環(huán)引用，一起看看吧

雖然C++11引入了智能指針的，但是開發(fā)人員在與內(nèi)存的斗爭(zhēng)問題上并沒有解放，如果我門實(shí)用不當(dāng)仍然有內(nèi)存泄漏問題，其中智能指針的循環(huán)引用缺陷是最大的問題。

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// main.cpp
// test
//
// Created by 杜國(guó)超 on 17/9/9.
// Copyright © 2017年 杜國(guó)超. All rights reserved.
//
#include <iostream>
#include <memory>
#include <vector>
using namespace std;
class CObjB;
class CObjA
{
public:
  CObjA() { cout << "CObjA Constructor..." << endl; }
  ~CObjA() { cout << "CObjA Destructor..." << endl; }
  shared_ptr<CObjB> m_pb; // 在A中引用B
};
class CObjB
{
public:
  CObjB() { cout << "CObjB Constructor..." << endl; }
  ~CObjB() { cout << "CObjB Destructor..." << endl; }
  shared_ptr<CObjA> m_pa; // 在B中引用A
};
int main() {
  shared_ptr<CObjA> tmpPa = make_shared<CObjA>();
  shared_ptr<CObjB> tmpPb = make_shared<CObjB>();
  tmpPa->m_pb = tmpPb;
  tmpPb->m_pa = tmpPa;
  std::cout << "CObjA referencr num:" << tmpPa.use_count() << endl;
  std::cout << "CObjB referencr num:" << tmpPb.use_count() << endl;
//  tmpPa->m_pb.reset();
//  tmpPb->m_pa.reset();
//  std::cout << "CObjA referencr num:" << tmpPa.use_count() << endl;
//  std::cout << "CObjB referencr num:" << tmpPb.use_count() << endl;
}

我們可以看到在出main函數(shù)作用域之前兩個(gè)指針指向的內(nèi)存并沒有釋放（指針指向的對(duì)象沒有調(diào)用析構(gòu)函數(shù)），我門把當(dāng)前的引用數(shù)打印出來為2這個(gè)沒有問題，為什么在函數(shù)結(jié)束時(shí)沒有調(diào)用對(duì)象的析構(gòu)函數(shù)呢？這就好像多線程之間的死鎖一樣，對(duì)象a想要析構(gòu)但是發(fā)現(xiàn)對(duì)象b引用了自己所以就等待對(duì)象b析構(gòu)不再引用自己，而b想要析構(gòu)卻發(fā)現(xiàn)對(duì)象a引用了自又等待a析構(gòu)如此就導(dǎo)致兩個(gè)指針指向的對(duì)象沒有析構(gòu)釋放內(nèi)存，這就是循環(huán)引用導(dǎo)致的內(nèi)存問題。

如何證明這個(gè)結(jié)論呢，我們手動(dòng)釋放掉兩個(gè)對(duì)象對(duì)對(duì)方的引用，就可以解除循環(huán)引用關(guān)系，正確析構(gòu)對(duì)象了（把注釋部分代碼打開）。運(yùn)行結(jié)果：

我門可以看到，調(diào)用reset函數(shù)釋放引用關(guān)系后，指針的引用計(jì)數(shù)變?yōu)橐?，等到函?shù)運(yùn)行結(jié)束，兩個(gè)shared指針生命周期結(jié)束調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，對(duì)象的引用計(jì)數(shù)減為0，對(duì)象內(nèi)存釋放。

但是如果每次都要手動(dòng)解除引用來解決循環(huán)引用，那么智能指針?biāo)坪踝兂闪松底又羔樍?，這時(shí)候還有一個(gè)東西能解決，那就是weak_ptr,它不會(huì)改變所共享的shared_ptr的引用計(jì)數(shù)，即使我門可以通過該指針訪問它所指向的對(duì)象。

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// main.cpp
// test
//
// Created by 杜國(guó)超 on 17/9/9.
// Copyright © 2017年 杜國(guó)超. All rights reserved.
//
#include <iostream>
#include <memory>
#include <vector>
using namespace std;
class CObjB;
class CObjA
{
public:
  CObjA() { cout << "CObjA Constructor..." << endl; }
  ~CObjA() { cout << "CObjA Destructor..." << endl;}
  void Say() {cout << "CObjA Say..." << endl; }
  shared_ptr<CObjB> GetPb() {
    return m_pb.lock();
  }
public:
  weak_ptr<CObjB> m_pb; // 在A中引用B
};
class CObjB
{
public:
  CObjB() { cout << "CObjB Constructor..." << endl; }
  ~CObjB() { cout << "CObjB Destructor..." << endl; }
  void Say() {cout << "CObjB Say..." << endl; }
  shared_ptr<CObjA> GetPa() {
    return m_pa.lock();
  }
public:
  weak_ptr<CObjA> m_pa; // 在B中引用A
};
int main() {
  shared_ptr<CObjA> tmpPa = make_shared<CObjA>();
  shared_ptr<CObjB> tmpPb = make_shared<CObjB>();
  tmpPa->m_pb = tmpPb;
  tmpPb->m_pa = tmpPa;
  std::cout << "CObjA referencr num:" << tmpPa.use_count() << endl;
  std::cout << "CObjB referencr num:" << tmpPb.use_count() << endl;
  if (tmpPa->GetPb()!= NULL){
    tmpPa->GetPb()->Say();
  }
  if (tmpPb->GetPa()!= NULL){
    tmpPb->GetPa()->Say();
  }
}