如何混合使用C++共享指针和对象引用

Question

我有以下代码，其中在Objective-C函数work中使用了一个C++Datum类的对象：

void work(const Datum &datum) {
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        // Work with datum.
    });
}

这段代码是使用实际上是 boost::shared_ptr<Datum> 实例的情况下调用的。

boost::shared_ptr<Datum> the_datum(new Datum());
work(*the_datum);

在这种情况下，the_datum实例可能会在work内部的块运行之前被释放（调用dispatch_async在稍后执行异步操作datum；调用和函数work立即返回）。这显然会导致灾难。

一个解决方案可能是不传递对work的引用，而是传递boost::shared_ptr<Datum>。但是，在某些情况下，可能更喜欢使用引用，请参见例如此线程。有没有办法保持work接口的方式（即将datum作为引用传递），但仍然防止共享指针在块完成之前被释放？

- user8472

Answer 1

如果保持接口中work()不变，并传递对datum的引用，是无法完成此操作的。也无法使用datum来防止引用计数减少。考虑以下有缺陷的程序：

#include <memory>
int main () {
    std::shared_ptr<int> p1(new int);
    int &x = *p1;
    std::shared_ptr<int> p2(&x);
}

这段代码会出现双重释放错误，因为shared_ptr<>控制结构不是通过指向对象的指针来跟踪对象，而是通过shared_ptr<>本身来跟踪对象。

你可以将work()改为接受一个shared_ptr()，但需要在传递给dispatch_async()的块中添加一些代码，以便该代码可以在块内使用引用。由于你正在将所有权转移给异步例程，因此应改为使用unique_ptr<>。我对Objective-C一窍不通，所以这个语法可能有误：

void work(std::unique_ptr<Datum> &datumptr_ref) {
    __block std::unique_ptr<Datum> datumptr(std::move(datumptr_ref));
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        Datum &datum = *datumptr
        // Work with datum.
    });
}

- jxh

Answer 2

你必须自己管理参考文献：

#include <iostream>
#include <memory>

extern "C" {
    typedef struct TagShared Shared;
    Shared* allocate(const std::shared_ptr<int>& ptr) {
        return (Shared*) new std::shared_ptr<int>(ptr);
    }
    void deallocate(Shared* shared) {
        delete (std::shared_ptr<int>*)shared;
    }
 } // extern "C"

int main()
{
    std::shared_ptr<int> s(new int(1));
    Shared* p = allocate(s);
    // Inside Dispatch
        // No C++ but similar defined for TagShared
        std::cout << **(std::shared_ptr<int>*)p << std::endl;
        deallocate(p);
    return 0;
}

- user2249683

---

您所建议的解决方案中，是否有使用智能指针的特别原因？为什么不使用intrusive_ptr而是手动分配和释放内存？至少这样可以处理在执行分发块时智能指针可能在其他位置的情况。 - user8472

@user8472 当然，使用侵入式指针可能会摆脱分配/释放的问题，但需要引入inc_ref / dec_ref。 - user2249683

Answer 3

您想要使用 std::unique_ptr 来实现像这样的 转移所有权：

void work(std::unique_ptr<Datum> datum) {
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        // Work with datum.
    });
}

std::unique_ptr<Datum> the_datum(new Datum());
work(std::move(the_datum));

- Paul Evans

---

Objective-C 块会复制捕获的 C++ 对象，因此您不能在这里使用 std::unique_ptr。 - user1804599

@Paul，你提出的解决方案类似于我上面写的使用boost::shared_ptr<Datum>。我的问题是是否可能保持工作接口，即使用对象引用Datum&而不是智能指针。 - user8472