成为面试官 第一练

未了节省读者时间一句话解释

shared_ptr 的引用计数本身是安全且无锁的，但对象的读写则不是， 因为 shared_ptr 有两个数据成员，读写操作不能原子

  • 一个 shared_ptr 对象实体可被多个线程同时读取（文档例1）；

• 两个 shared_ptr 对象实体可以被两个线程同时写入（例2），“析构”算写操作；

• 如果要从多个线程读写同一个 shared_ptr 对象，那么需要加锁（例3~5）

废话不多说直接看源码，以下基于gcc13版本shared_ptr实现

shared_ptr< T >继承自__shared_ptr<T, __default_lock_policy>， __shared_ptr拥有实际指针element_type* 和成员引用计数__shared_count<__default_lock_policy>

UML结构图 代码位置： https://github.com/gcc-mirror/gcc/blob/master/libstdc++-v3/include/bits/shared_ptr.h#L174

class shared_ptr : public __shared_ptr<_Tp>

https://github.com/gcc-mirror/gcc/blob/master/libstdc%2B%2B-v3/include/bits/shared_ptr_base.h#L1430

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// Forward declarations.
template<typename _Tp, _Lock_policy _Lp = __default_lock_policy>
class __shared_ptr;
  element_type*	   _M_ptr;           // Contained pointer.  拥有实际指针
 __shared_count<_Lp>  _M_refcount;    // Reference counter. 成员引用计数

https://github.com/gcc-mirror/gcc/blob/master/libstdc%2B%2B-v3/include/bits/shared_ptr_base.h#L1137

_Sp_counted_base<_Lp>* _M_pi;

https://github.com/gcc-mirror/gcc/blob/master/libstdc%2B%2B-v3/include/bits/shared_ptr_base.h#L2246

引用计数操作

增加引用计数，shared_ptr和__shared_ptr的复制构造都使用默认编译器构造，也就是使用__shared_count复制构造：

How do shared pointers work?

Best practice shared_ptr site:stackoverflow.com OR site:reddit.com OR site: github

std::shared_ptr reference count is atomic. increasing or decreasing the reference count requires atomic increment or decrement.

https://stackoverflow.com/questions/441814/fully-thread-safe-shared-ptr-implementation

https://blog.noct.site/2024/03/22/gcc13_shared_ptr/ https://www.cnblogs.com/chaohacker/p/14802112.html

为什么多线程读写 shared_ptr 要加锁？

https://www.cnblogs.com/Solstice/archive/2013/01/28/2879366.html## 为什么多线程读写 shared_ptr 要加锁？

陈硕（giantchen_AT_gmail_DOT_com）

2012-01-28

我在《Linux 多线程服务端编程：使用 muduo C++ 网络库》第 1.9 节“再论 shared_ptr 的线程安全”中写道：

（shared_ptr）的引用计数本身是安全且无锁的，但对象的读写则不是，因为 shared_ptr 有两个数据成员，读写操作不能原子化。根据文档（http://www.boost.org/doc/libs/release/libs/smart_ptr/shared_ptr.htm#ThreadSafety）， shared_ptr 的线程安全级别和内建类型、标准库容器、std::string 一样，即：

• 一个 shared_ptr 对象实体可被多个线程同时读取（文档例1）；

• 两个 shared_ptr 对象实体可以被两个线程同时写入（例2），“析构”算写操作；

• 如果要从多个线程读写同一个 shared_ptr 对象，那么需要加锁（例3~5）。

请注意，以上是 shared_ptr 对象本身的线程安全级别，不是它管理的对象的线程安全级别。

后文（p.18）则介绍如何高效地加锁解锁。本文则具体分析一下为什么“因为 shared_ptr 有两个数据成员，读写操作不能原子化”使得多线程读写同一个 shared_ptr 对象需要加锁。这个在我看来显