为什么"weak.lock()" return "nullptr" 和"auto weak=std::make_shared<int>(42);" 的定义一样？

Question

为什么 weak.lock() return nullptr 在此代码片段中：

   std::weak_ptr<int> weakPtr1 = std::make_shared<int>(6);
   std::cout << weakPtr1.lock() << std::endl;

而它适用于以下一个：

   std::shared_ptr<int> sharedPtr = std::make_shared<int>(99);
   std::weak_ptr<int> weakPtr2 = sharedPtr;
   std::cout << weakPtr2.lock() << std::endl;

检查 cpp.sh/9gkys.

想来想去，现在还是一头雾水。如果能为这个问题提供一些帮助，我将不胜感激。

Answer 1

您的示例使用复制初始化。因此，在右侧构造的 shared_ptr 仅在表达式求值之前存在，然后被销毁：

在第一个示例中，这意味着不再有对 shared_ptr 的引用（我们不计算弱引用），因此 lock returns null.
在第二个中，您将结果绑定到一个局部变量，将生命周期延长到当前块 - 因此仍然有一个引用，并且没有空结果。

Answer 2

智能指针，为了正常工作，维护一个所谓的控制块作为元数据存储，特别是使用计数器。也就是说，每个资源在内存中都有一个关联的控制块（由例如两个整数组成），智能指针可以引用它来了解其中有多少仍然是 using/observing 资源。显然，每个现有的 std::shared_ptr 都会增加存储在控制块中的使用计数器，以便其析构函数知道是否该在销毁时释放资源。 std::weak_ptr，反过来，只跟踪对象及其控制块。请注意，这里有一个重要的细节：std::weak_ptr 不会增加使用计数器。这是可取的，因为它的主要目的是打破一对观察彼此的对象之间可能的循环。也就是说，如果两个对象将 std::shared_ptr 存储到另一个对象，那么这样一对对象也将无限地保持另一个对象。

std::weak_ptr 如何知道资源是否可以 lock()ed？只有当使用计数器大于零时，这才能成功。它从控制块知道这一点（只要还有非零弱指针观察它，它本身就会在内存中保持活动状态）。

在第一个例子中：

std::weak_ptr<int> weakPtr1 = std::make_shared<int>(6);

同时分配了一个资源 (int=6) 及其控制块。使用计数器变成 1，只要 std::shared_ptr 还活着，它就会保持不变。然后，初始化一个std::weak_ptr，得到一个指向控制块的指针。在这里，它不会增加使用计数器。但是，它会增加弱指针的计数器。此时，两个计数器都是1。然后，在分号 ; 处，临时 std::shared_ptr 被销毁。它将使用计数器减少到 0。这意味着不再有共享指针共享资源的所有权，从而允许释放该资源。但是，仍然有1弱指针在观察控制块，这意味着控制块本身将保留在内存中，因此weakPtr1知道它无法lock()资源不再存在（因为该资源不再存在）。

在第二个例子中：

std::shared_ptr<int> sharedPtr = std::make_shared<int>(99);
std::weak_ptr<int> weakPtr2 = sharedPtr;

资源int=99及其控制块都保持活动状态。因此，只要 sharedPtr（或其任何副本）未被破坏，weakPtr2 就可以被锁定。

为什么"weak.lock()" return "nullptr" 和"auto weak=std::make_shared<int>(42);" 的定义一样？

Why does "weak.lock()" return "nullptr" with the definition of "auto weak=std::make_shared<int>(42);"?

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