Kuidas töötab shared_ptr C++-s?

shared_ptr — see on nutikas näitaja, mis rakendab jagatud ressursi omandi semantikat. See hoiab objekti näitaja ja juhtimisbloki.

Juhtimisblokk sisaldab:

Tugevate viidete loendur (reference count).
Nõrkade viidete loendur (weak count).
Kasutaja funktsioon kustutamiseks (deleter), kui see on määratud.
Kasutaja eraldaja, kui see on määratud.
Näitaja hoitava objekti kohta (see on sama, mis hoitakse shared_ptr-s).

Tööpõhimõte:

Loomine: Kui luuakse esimene shared_ptr, mis viitab objekti, luuakse juhtimisblokk, viidete loendurid initsialiseeritakse: tugevad — 1, nõrgad — 0.
```
std::shared_ptr<int> ptr1 = std::make_shared<int>(10); // Loob int objekti ja juhtimisbloki
```
Kopeerimine: Kopeerimisel shared_ptr, juhtimisbloki tugevate viidete loendur suureneb ühe võrra.
```
std::shared_ptr<int> ptr2 = ptr1; // Suurendab tugevate viidete loendurit
```
Määramine: Määrates shared_ptr vanale ressursile, vähendatakse (decrement) tugevate viidete loendurit, uuele ressursile suurendatakse (increment).
```
std::shared_ptr<int> ptr3;
ptr3 = ptr1; // Vähendab vana ressursi loendurit, suurendab uut
```

Eemaldamine: Kui shared_ptr hävitatakse (näiteks, väljaspool vahemikku), vähendatakse tugevate viidete loendurit.

{
    std::shared_ptr<int> ptr4 = ptr1; // Suurendab tugevate viidete loendurit
    // ptr4 väljub vahemikust
} // Vähendab tugevate viidete loendurit

Ressursi vabastamine: Kui tugevate viidete loendur jõuab nulli, ressurss (objekt, millele shared_ptr osutab) kustutatakse kasutades määratud kustutaja funktsiooni (või delete vaikimisi).
Juhtimisbloki vabastamine: Juhtimisblokk vabastatakse, kui mõlemad loendurid (tugev ja nõrk) jõuavad nulli.

Eelised:

Automaatne mälu haldamine jagatud ressursside jaoks.
Ohutus topeltvabastamise eest.
Kasutaja funktsioonide tugi.

Miinused:

Tsüklilised viited võivad põhjustada mälu lekked (weak_ptr lahendus).
Väike lisakulu juhtimisbloki ja atomaarsete operatsioonide tõttu loenduritega.
Tõrkeohutus operatsioonidel shared_ptr-iga (kopeerimine, määramine, muutmine), kuid mitte objekti suhtes, millele see osutab.