什么是shared_ptr的死锁问题

shared_ptr 的死锁问题是指当多个 shared_ptr 被强制释放时，可能会导致循环引用，从而导致内存泄漏。具体来讲，当一个对象中包含多个 shared_ptr 对象时，如果它们彼此相互引用，当所有 shared_ptr 对象的引用计数都为 0 时，它们都会调用自己的析构函数，但由于彼此之间互相持有对方的引用，它们都无法被正确地释放，从而导致内存泄漏。为避免 shared_ptr 的死锁问题，可以使用 weak_ptr 来打破循环引用，也可以使用 std::enable_shared_from_this 来获取 shared_ptr，从而避免循环引用。

相关问题

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。

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。