如果生产者是单线程，依靠“use_count（）”来重用“shared_ptr”内存是否安全？

use_count在多线程场景中不可靠，它不是原子的。这真的是超级不可靠。如果在重用之前绝对有必要将 ref 计数为 1，请查看 std：：atomic 共享指针，或某种专门用于检查 ref 计数的互斥锁功能。

不，这是不安全的。 是一个非常有问题的函数，只能用作粗略的近似值。[util.smartptr.shared.obs] shared_ptr：：use_count中的标准注释：use_count

当多个线程可能影响 的返回值时，结果是近似值。 特别是，并不意味着通过先前销毁的访问在任何意义上都已完成。use_count()use_count() == 1shared_ptr

这些问题是由缺乏同步引起的。在实践中，问题是：

删除 和 in 的“仅调试”限制引入了一个错误：为了生成有用且可靠的值，它需要一个 synchronize 子句来确保通过另一个引用进行的先前访问对 的成功调用者可见。许多当前的实现使用宽松的负载，并且不提供此保证，因为它没有在标准中说明。对于调试/提示使用，这是可以的。没有它，规范是不清楚和误导的。use_countuniqueshared_ptruniqueunique

- P0521：针对 CA 14 的拟议决议（shared_ptr use_count/unique）

注意：曾经有一个 unique（） 函数返回 use_count（） == 1，由于具有误导性而被删除。

您会受到这些问题的影响，即使只有一个线程生成新对象，缺乏同步也会阻止您确定地声明唯一所有权。std::shared_ptr

什么是更好的选择？

在您的例子中，只有一个线程实际生成对象并增加引用计数。 您还可以使该线程听起来像是执行一些后处理，因此永远不会在其他线程之前终止。std::shared_ptr

这听起来像是该线程实际上具有唯一的所有权，并且可以改用。所有其他线程都可以被赋予一个非拥有的原始指针。 为了跟踪有多少线程可以访问指针，您可以使用原子计数器，例如在线程启动/联接时递增/递减（使用 ）。std::unique_ptrstd::atomic_intstd::memory_order::acq_rel

您还可以使用 std：：latch 或其他一些计数机制来跟踪有多少线程放弃了对指向对象的引用。一旦所有线程都落入闩锁，只有一个线程会访问它。

不应该依赖的主要原因是，一旦你开始检查它，它给你的信息就已经过时了。 （即使它报告这并不意味着它不能异步更改）use_count()1

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这是两个主要的边缘情况，当涉及多个线程时，它们实际上毫无用处：use_count()

1.是一回事std::weak_pointer<T>

考虑两个线程，一个线程是 a 到你的对象，另一个是 a 到同一个对象：std::shared_ptr<T>std::weak_ptr<T>

// thread 1
std::shared_ptr<T> ptr = /* ... */;
// ...
long count = ptr.use_count();
if(count == 1)
    reuse(ptr);

// thread 2
std::weak_ptr<T> wptr = /* ... */;
// ...
std::shared_ptr<T> ptr = wptr.lock();
if(ptr)
    fiddle(ptr);

这些可以像这样交错：

...然后，线程 1 试图重用您的对象，认为它具有唯一的强引用，而线程 2 使用新创建的强引用来摆弄它。

Godbolt 示例

2. 最后一个实例可以共享std::shared_ptr<T>

如果最后一个实例在两个线程之间共享，您还可以获得争用条件：std::shared_ptr<T>

// global variable
static std::shared_ptr<T> gptr = /* ... */

// thread 1
long count = gptr.use_count();
if(count == 1)
  reuse(gptr);

// thread 2
std::shared_ptr<T> ptr = gptr;
fiddle(ptr);

这些可以像这样交错：

...这又会导致两者在不同的线程上被调用相同的对象。reusefiddle

Godbolt 示例

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回答您的问题

• 在这种情况下，依靠use_count等于 1 是否是一种安全的方法？
  如果它不安全，为什么？

  只有在以下情况下才安全：

  • 您检查use_count() == 1
  • 您确定不存在指向该值的弱指针
  • 您确信最后剩下的内容只能由执行检查的线程访问std::shared_ptr<T>use_count()

• 对于这个用例，有哪些更好的替代方案？

  在 上使用自定义删除器，
  或者（如果可以使用 C++ 11 以上的 C++ 版本，特别是 C++20）为您的类型实现销毁删除解除操作函数。（运算符删除 - 参见 （27） - （30））std::shared_ptr

  请注意，对于这两个选项，您都不应该使用 ，因为这会将控制块与对象一起分配，如果您以后想重用它，则要避免这样做。std::make_shared

• 因为它使用弱内存访问（为什么？

  即使它是强内存访问，结果也不可靠。
  返回后，任何其他线程都可能锁定 a，从而更改引用计数。use_count()std::weak_ptr

  因此，唯一可以有意义地使用 的值的情况是当它返回 1 并且最后一个实例不在线程之间共享并且没有 s 在起作用时。
  在这种情况下，是否重新排序加载并不重要，因为无论如何只能有 1 个线程。use_count()std::shared_ptrstd::weak_ptruse_count()