shared_ptr死锁情况

在多线程环境下，如果多个线程同时持有相互依赖的shared_ptr对象，就可能会出现死锁的情况。这种情况通常被称为“循环引用”，例如：

class B;

class A {
public:
    shared_ptr<B> b_ptr;
};

class B {
public:
    shared_ptr<A> a_ptr;
};

int main() {
    shared_ptr<A> a(new A);
    shared_ptr<B> b(new B);
    a->b_ptr = b;
    b->a_ptr = a;
    return 0;
}

在上面的例子中，A和B相互依赖，如果在多个线程中同时持有a和b的shared_ptr对象，就可能会出现死锁的情况。这是因为当每个线程试图获取对方持有的shared_ptr对象时，由于引用计数不为0，所以无法释放这些对象，从而导致死锁。

为了避免这种情况，可以使用weak_ptr来打破循环引用，或者使用锁来保证多个线程对shared_ptr的安全访问。

相关问题

shared_ptr死锁情况，详细举例说明

假设现在有两个类A和B，它们互相持有对方的shared_ptr对象，代码如下：

#include <iostream>
#include <memory>
#include <thread>

using namespace std;

class A;
class B;

class A {
public:
    shared_ptr<B> b_ptr;
    void print() {
        cout << "A::print()" << endl;
    }
};

class B {
public:
    shared_ptr<A> a_ptr;
    void print() {
        cout << "B::print()" << endl;
    }
};

void thread_func() {
    shared_ptr<A> a_ptr(new A);
    shared_ptr<B> b_ptr(new B);
    a_ptr->b_ptr = b_ptr;
    b_ptr->a_ptr = a_ptr;
    a_ptr->print();
    b_ptr->print();
}

int main() {
    thread t1(thread_func);
    thread t2(thread_func);
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

在上面的代码中，我们启动了两个线程，每个线程都创建了一个A对象和一个B对象，并将它们互相持有。在每个线程中，我们还调用了A和B的print()方法。

运行上述代码，会发现程序会卡死，这就是因为两个线程都持有了相互依赖的shared_ptr对象，而且这些对象的引用计数不为0，导致无法释放这些对象，从而造成了死锁。

为了避免这种情况，可以使用weak_ptr来打破循环引用，或者使用锁来保证多个线程对shared_ptr的安全访问。例如，我们可以将A和B的shared_ptr改为weak_ptr，如下所示：

#include <iostream>
#include <memory>
#include <thread>

using namespace std;

class A;
class B;

class A {
public:
    weak_ptr<B> b_ptr;
    void print() {
        cout << "A::print()" << endl;
    }
};

class B {
public:
    weak_ptr<A> a_ptr;
    void print() {
        cout << "B::print()" << endl;
    }
};

void thread_func() {
    shared_ptr<A> a_ptr(new A);
    shared_ptr<B> b_ptr(new B);
    a_ptr->b_ptr = b_ptr;
    b_ptr->a_ptr = a_ptr;
    a_ptr->print();
    b_ptr->print();
}

int main() {
    thread t1(thread_func);
    thread t2(thread_func);
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

这样，即使多个线程同时持有A和B的weak_ptr对象，它们也不会互相引用，从而避免了死锁的情况。

shared_ptr死锁情况，特别详细举例说明

好的，我将更详细地说明一个shared_ptr死锁的情况。

假设我们有两个类A和B，它们互相持有对方的shared_ptr对象，并且在析构函数中输出一些信息，代码如下：

#include <iostream>
#include <memory>
#include <thread>

using namespace std;

class A;
class B;

class A {
public:
    shared_ptr<B> b_ptr;
    A() {
        cout << "A constructor" << endl;
    }
    ~A() {
        cout << "A destructor" << endl;
    }
};

class B {
public:
    shared_ptr<A> a_ptr;
    B() {
        cout << "B constructor" << endl;
    }
    ~B() {
        cout << "B destructor" << endl;
    }
};

void thread_func() {
    shared_ptr<A> a_ptr(new A);
    shared_ptr<B> b_ptr(new B);
    a_ptr->b_ptr = b_ptr;
    b_ptr->a_ptr = a_ptr;
}

int main() {
    thread t1(thread_func);
    thread t2(thread_func);
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

在上面的代码中，我们启动了两个线程，每个线程都创建了一个A对象和一个B对象，并将它们互相持有。在每个对象的析构函数中，我们输出了一些信息，以便观察对象的析构顺序。

运行上述代码，我们可以看到程序会卡死，无法退出。这是因为在多个线程中同时持有相互依赖的shared_ptr对象时，很容易出现循环引用的情况，从而导致引用计数无法降为0，从而无法释放这些对象，最终造成死锁。

我们可以使用std::lock()函数来避免这种情况，代码如下：

#include <iostream>
#include <memory>
#include <mutex>
#include <thread>

using namespace std;

class A;
class B;

class A {
public:
    shared_ptr<B> b_ptr;
    A() {
        cout << "A constructor" << endl;
    }
    ~A() {
        cout << "A destructor" << endl;
    }
};

class B {
public:
    shared_ptr<A> a_ptr;
    B() {
        cout << "B constructor" << endl;
    }
    ~B() {
        cout << "B destructor" << endl;
    }
};

void thread_func() {
    shared_ptr<A> a_ptr(new A);
    shared_ptr<B> b_ptr(new B);
    {
        lock(a_ptr, b_ptr);
        a_ptr->b_ptr = b_ptr;
        b_ptr->a_ptr = a_ptr;
    }
}

int main() {
    thread t1(thread_func);
    thread t2(thread_func);
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

在上面的代码中，我们使用std::lock()函数来避免多个线程同时持有相互依赖的shared_ptr对象。具体来说，在每个线程中，我们先调用std::lock()函数，将所有的shared_ptr对象锁住，然后再进行赋值操作。这样，即使多个线程同时持有这些对象，也不会出现死锁的情况。

需要注意的是，std::lock()函数只能用于锁住两个或两个以上的shared_ptr对象，否则会出现编译错误。