C++ - 基于引用计数的基本垃圾回收器

Question

好的，我正在尝试使用引用计数的概念在C++中实现一个垃圾收集器（一个非常基本的垃圾收集器），它可以工作，但是有些地方我不理解。
我有两个类：

一个名为GC的类，基本上它只是增加和减少引用计数

一个名为TObject的类，它扮演智能指针的角色（我重载了*和->运算符，以及=运算符）

下面是代码：GC.cpp

#include <iostream>

using namespace std;

class GC {
public:
    GC(){
        this->refCount = 0;//Initialisation du compteur à zero
    }

    void incrementRef(){
        this->refCount++;//Incrémentation du compteur de references
    }

    int decrementRef(){
        return this->refCount--;//Décrementation du compteur de references
    }

    int getCounter(){//Getter du compteur de references
        return refCount;
    }
    ~GC(){}

private:
    int refCount; //Compteur de references
};

TObject.cpp:

#include <iostream>
#include "GC.cpp"

using namespace std;

template <class T>
class TObject {

T *p;
GC *gc;

public:
    TObject(T *p){
        cout<<"refobject"<<endl;
        this->p = p;
        gc = new GC();
        this->gc->incrementRef();
    }

    virtual ~TObject(){//Destructeur
        cout<<"delete TObject"<<endl;
        if(this->gc->decrementRef() == 0){
            delete p;
            delete gc;
        }
    }

    T* operator->(){//Surcharge de l'opérateur d'indirection
        return p;
    }

    T& operator*() const {//Surchage de l'opérateur
        return *p;
    }

    TObject<T>& operator=(const TObject<T> &t){
        if(this->gc->decrementRef() == 0){
            delete p;
            delete gc;
        }
        this->p = t.p;
        this->gc = t.gc;
        this->gc->incrementRef();
        return *this;
    }

    GC getGC(){
        return *gc;
    }
};

这是我在主函数中测试它的方法：

TObject<int> t(new int(2));
cout<<"t1 counter: "<<t.getGC().getCounter()<<endl;//Displays 1
TObject<int> t2(NULL);
cout<<"t2 counter: "<<t2.getGC().getCounter()<<endl;//Displays 1
t2 = t;
cout<<"t1 counter: "<<t.getGC().getCounter()<<endl;//Displays 2, why?
cout<<"t2 counter: "<<t2.getGC().getCounter()<<endl;//Displays 2

我不明白，我把t复制到t2中，并没有更新t1！为什么它的引用计数也被更新了？

- Chandler Bing

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你是否知道我们已经有了std::shared_ptr来进行引用计数的内存/生命周期管理？ - Baum mit Augen

是的，但只是想知道它是如何工作的。 - Chandler Bing

你需要阅读Eric Lippert的如何调试小程序来自己回答这个问题。 - Martin Bonner supports Monica

你的TObject类需要一个复制构造函数，以及赋值运算符（请阅读“三法则”）。你的赋值运算符应该使用“拷贝并交换” - 这可以避免当你意外地将一个对象分配给它本身时出现问题。它还使异常安全更容易实现。 - Martin Bonner supports Monica

Answer 1

这是因为t和t2共享同一个gc实例。看一下你重载的=运算符方法：

TObject<T>& operator=(const TObject<T> &t)
{
   if(this->gc->decrementRef() == 0)
   {
        delete p;
        delete gc;
   }
   this->p = t.p;
   this->gc = t.gc;  // you are using same gc. Instead, you must be using
                     //  this->gc = new GC(); 
   this->gc->incrementRef();
   return *this;
}

- Mangu Singh Rajpurohit

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是的，你说得对，谢谢！ 那么，你觉得这个程序怎么样？它正确吗？ - Chandler Bing

实际上，根据你所实现的gc方式，我认为当t2被赋值给t时，你必须期望2作为引用计数。无论如何，我已经为你提供了解决方案，关于你为什么会得到2个？ - Mangu Singh Rajpurohit

是的，那就是解决方案，但我考虑了一下，意识到我应该传递相同的垃圾收集器，因为它们都指向同一个对象！ - Chandler Bing

没错。这就是像Python、Java等高级语言中实现垃圾回收的方式。 - Mangu Singh Rajpurohit