Kaip veikia shared_ptr C++-e?

shared_ptr — tai išmanusis rodyklė, įgyvendinanti bendro ištekliaus valdymo semantiką. Ji saugo nuorodą į objektą ir valdymo bloką.

Valdymo blokas apima:

Galingų nuorodų skaitiklį (reference count).
Silpnų nuorodų skaitiklį (weak count).
Naudotojo funkciją ištrynimui (deleter), jei ji nustatyta.
Naudotojo atskyriklį, jei jis nustatytas.
Nuorodą į saugomą objektą (tas pats, kas saugoma shared_ptr).

Veikimo principas:

Kūrimas: Kai kuriamas pirmasis shared_ptr, rodantis į objektą, kuriamas valdymo blokas, nuorodų skaitikliai inicijuojami: stiprūs — 1, silpni — 0.
```
std::shared_ptr<int> ptr1 = std::make_shared<int>(10); // Sukuria int objektą ir valdymo bloką
```
Kopijavimas: Kopijuojant shared_ptr, valdymo bloko stiprių nuorodų skaitiklis padidėja 1.
```
std::shared_ptr<int> ptr2 = ptr1; // Padidina stiprių nuorodų skaitiklį
```
Priskyrimas: Priskiriant shared_ptr senam ištekliui, sumažėja (decrement) stiprių nuorodų skaitiklis, o naujam ištekliui — padidėja (increment).
```
std::shared_ptr<int> ptr3;
ptr3 = ptr1; // Sumažina seno ištekliaus skaitiklį, padidina naujo
```

Pašalinimas: Kai shared_ptr naikinamas (pvz., išeina iš matymo srities), stiprių nuorodų skaitiklis mažėja.

{
    std::shared_ptr<int> ptr4 = ptr1; // Padidina stiprių nuorodų skaitiklį
    // ptr4 išeina iš matymo srities
} // Sumažina stiprių nuorodų skaitiklį

Išteklių atlaisvinimas: Kai stiprių nuorodų skaitiklis pasiekia nulį, išteklius (objektas, į kurį nurodo shared_ptr) ištrinamas naudojant nurodytą ištrynimo funkciją (arba delete pagal numatytąją).
Valdymo bloko atlaisvinimas: Valdymo blokas atlaisvinamas, kai abu skaitikliai (stiprus ir silpnas) pasiekia nulį.

Privalumai:

Automatinis atminties valdymas dalijantis ištekliais.
Saugumas nuo dvigubo atlaisvinimo.
Naudotojo funkcijų palaikymas.

Trūkumai:

Ciklinės nuorodos gali sukelti atminties nutekėjimą (weak_ptr sprendžia).
Nedidelis papildomas išlaidų padidėjimas dėl valdymo bloko ir atominių operacijų su skaitikliais.
Srauto saugumas operacijų su pačiu shared_ptr (kopijavimas, priskyrimas, keitimas), bet ne su objektu, į kurį jis nurodo.