shared_ptr和weak_ptr深入解析

我写的是参考vs2013中的std源码写的，boost的不要看了，c++11出来都好久了。

这些东西必须记录下来，不然过了3天就忘了。

要使用shared_ptr, weak_ptr，需要#include <memory>
这2种指针都派生于_Ptr_base
_Ptr_base类有2个成员变量
_Ty *_Ptr;
_Ref_count_base *_Rep;
分别是 指向客户对象的指针 和 指向引用计数对象的指针，引用计数对象是初始化智能指针时建立的，有强引用计数和弱引用计数，强弱引用的概念具体看下面说明
这2个指针在智能指针没有指定任何客户对象时都被_Ptr_base初始化成0
_Ref_count_base是一个虚基类，这个虚基类的指针实际指向的实现类_Ref_count或_Ref_count_del等等这些类的对象
就拿_Ref_count为代表来说，_Ref_count实现了虚基类_Ref_count_base的虚函数
virtual void _Destroy()
virtual void _Delete_this()
_Destroy()用于删除智能指针指向的客户对象（强引用计数为0时删除），_Delete_this()用于删除引用计数对象(就是初始化建立的_Ref_count对象，弱引用计数为0时删除）

shared_ptr
就叫它共享指针，它存在的意义是根据客户对象的强引用计数管理客户对象生存期，强引用计数为0了就删除客户对象
单独构造shared_ptr的时候建立一个_Ref_count对象，并且强引用和弱引用都是1，如果客户类派生于enable_shared_from_this<客户类>，还需要对enable_shared_from_this<客户类>的weak_ptr类成员_Wptr初始化成当前shared_ptr的客户对象和计数对象，并保持当前的强引用计数不变，弱引用计数加1，就是使客户对象自身的weak_ptr被初始化成客户对象和客户的计数对象，相当于客户对象多了一个弱引用，还共享引用计数（引用计数对象只能有一个，必须共享）。
析构的时候，客户对象的强引用计数减1，(如果强引用计数为0，(先删除客户对象，再将弱引用计数减1，(如果弱引用计数为0，再删除_Ref_count这个计数对象)))，注意这个顺序是关键,我都打起括号了。如果客户对象派生于enable_shared_from_this<客户类>,前面说过弱引用计数还多1呢，怎么减少这个计数呢？因为enable_shared_from_this<客户类>是客户类的父类，所以最后要析构它，而这个父类的成员就一个就是弱引用计数对象，析构这个成员的时候自然减1了，这个是最后的减1，计数对象强弱引用都为0，被删掉了。总结下弱引用计数什么时候减1：在强引用为0时，在客户对象的父类enable_shared_from_this<客户类>析构的时候。
拷贝构造的时候将先将右侧客户对象的强引用计数加1，再将左侧当前客户对象的强引用计数减1（并判断是否析构，需要析构时做析构处理），注意顺序，如果先左侧减1再右侧加1，就可能导致同一个对象先删除再增加计数，引起空指针错误。
赋值运算符重载的时候，建立一个新的临时shared_ptr对象，调用右侧shared_ptr对象的拷贝构造函数，使右侧shared_ptr对象指向的客户对象的强引用计数加1，然后自己跟这个临时对象进行交换（交换客户对象指针和客户对象引用对象，这里其实是右值拷贝，就是内存换马甲）。最后临时对象销毁时再使左侧的客户对象强引用计数减1，并做析构判断处理
可以看出shared_ptr的拷贝构造和赋值是等效的。

weak_ptr
弱指针存在的意义在于，在使用客户对象的时候，如果客户对象已经销毁了依然可以引用客户对象而不至于崩溃。弱引用指针在使用客户对象时需要转成shared_ptr,如果客户对象删除了，会提示失败
弱引用计数可以理解为_Ref_count这些计数对象的强引用，弱引用计数为0，就删除计数对象
析构的时候只减少弱引用计数，如果弱引用计数为0，就是删除计数对象。
弱引用拷贝构造和赋值，只对新客户对象的弱引用计数加1，并对旧客户对象的弱引用计数减1，最后做析构判断处理。

客户对象派生于enable_shared_from_this<客户类>的，会带成员函数shared_from_this()，这个只是通过客户对象派生的父类中的weak_ptr类成员拷贝构建一个新的shared_ptr智能指针，所以强引用计数会加1，弱引用计数不变，有一点要注意通过weak_ptr对象拷贝构造的shared_ptr智能指针，只在weak_ptr对象对应的客户对象的强引用计数大于0时才能引用到客户对象，不然对应的客户指针和客户计数对象都是0，因为使用了_Incref_nz()来增加强引用计数。

要用智能指针就要保证客户对象不再被普通指针操作，不然会引起混乱。
被智能指针管理的对象最好派生于enable_shared_from_this<客户类>，最好第一个派生于它，这样能最后被析构，这样在客户类内部就可以找到自己的计数对象，并用shared_from_this()增加自己的强引用,来确保自己不会删除掉，并最好赋值给一个shared_ptr的局部变量，这样能自动释放强引用。但是不要在客户对象的构造函数和析构函数中使用shared_from_this()，因为在shared_ptr中客户对象先建立，计数对象后建立，析构的时候计数对象先析构，客户对象后析构。你在客户对象的构造函数或析构函数中使用shared_from_this()，是找不到计数对象的，要么是没有建立计数对象，要么是已经析构了计数对象。这个没办法，C++的继承机制决定的。能不能调换下位置？我觉得不能，因为客户对象没初始化好的时候，计数对象就初始化好了，那就代表可以弱引用了，然后一用发现没初始化，那不出错了，析构的时候也是先析构计数对象，原因一样。

上面这些东西都是原理，原理都是相通的，boost里的也是这样，Qt里QSharedPointer，QWeakPointer的也是这样，Android里sp，wp的也是这样。

尽量写的明白吧？欢迎留言指正。