天道酬勤

写这篇文章是由于有个同事问了一个问题，虽然智能指针在C++11中就已经支持了，但是一直都没怎么用所以原理有些不太清楚，这里正好学习记录一下

理解shard_ptr，我们先看一个例子(这里都使用C++17编译）

编译命令：g++ -std=c++1z shard_ptr.cpp

#include<iostream>
#include<pthread.h>
#include<semaphore.h>
#include<unistd.h>
 
using namespace std;
class Test{
    public:
        int x;
        int *y;
        int getX(){return x;};
        int getY(){return *y;};
};
 
shared_ptr<Test> *shared_data;//use for send data between threads.
static sem_t *g_semaphore;
 
void function1(){
    shared_ptr<Test> t;
    Test t_ins;
    t_ins.x = 40;
    int y = 100;
    printf("y addr:%p\n",&y);
    t_ins.y = &y;
    printf("t_ins addr:%p\n",&(t_ins.x));
    t = make_shared<Test>(t_ins);
    int *s = new int(3);
    printf("s addr:%p spointer addr:%p\n",&s,s);
    shared_data = new shared_ptr<Test>(t);
}
int function2(){
    int x[20] = {0};
    Test t;
    t.x = 20;
    return x[0] + t.getX();
}
 
void* thread_fun2(void*){
    printf("thread 2 func1\n");
    function1();
    printf("thread 2 func2\n");
    function2();//modify stack data
    printf("thread_fun2 x:%d addr:%p\n",(*shared_data)->getX(),&((*shared_data)->x));
    sem_post(g_semaphore);
    return NULL;
}
 
void* thread_fun1(void*){
    sem_wait(g_semaphore);                
    printf("thread 1\n");
    shared_ptr<Test> t;
    t= std::move(*shared_data);
    //printf("thread_fun1 x:%d y:%d cout:%ld\n",t->getX(),t->getY(),t.use_count());// segmentation fault
    printf("thread_fun1 x:%d y:%p cout:%ld\n",t->getX(),t->y,t.use_count());
    return NULL;
}
 
int main(){
    static pthread_t tid1,tid2;
    g_semaphore=sem_open("yoursem",O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR, 0);
    cout<<"sem_init"<<endl;
    pthread_create(&tid1, NULL, thread_fun1, NULL);
    pthread_create(&tid2, NULL, thread_fun2, NULL);
    pthread_join(tid1,NULL);
    pthread_join(tid2,NULL);
    sem_close(g_semaphore);
    sem_unlink("yoursem");
    return 0;        
}

输出：

ZacharydeMacBook-Pro:shard_ptr zachary$ ./a.out 
sem_init
thread 2 func1
t_ins addr:0x7000042cedc0
s addr:0x7000042ced98 spointer addr:0x7f9e38500020
thread 2 func2
thread_fun2 x:40 addr:0x7f9e38500018
thread 1
thread_fun1 x:40 cout:1

流程分析：

1、线程一在栈上分配一个智能指针对象、一个Test对象、一个数值对象

2、通过make_shared将智能指针指向Test对象

3、在堆上new分配一个智能指针，并将栈上的指针传递到堆上，并将堆上的智能指针对象的地址赋值到全局变量指针上

4、通过Function2擦除栈值，然后唤醒线程一

5、线程一唤醒后读取智能指针的值

输出解析：

这里需要看的是线程二栈上的值为什么会在线程一正常打印呢？

可以看到栈上的Test对象的地址是0x7000042cedc0，在make_shared后，栈上的智能指针指向的地址已经是堆上（0x7f9e38500018）的了，所以make_shared会拷贝一份栈上的对象到堆中，然后通过实验，如果Test对象有一个指针指向了栈地址的值，我们可以看到在线程一种已经访问不到Test对象中指针所指的值了，由于C++有段访问保护，所以在程序运行的时候，会抛出段错误的异常

总结：

1、make_shared会自动分配一份到堆中，采用的是浅拷贝。

2、move会将原始的ptr释放，将其转移到被赋值的对象上

2、智能指针的对象的存放区域是有程序员自己控制的

BY THE WAY：

1、调试中有个坑，MAC上不支持sem_init创建的信号量，也没有判断返回值，导致不能有效互斥，发生Segmentation fault: 11

2、cout是异步实现的，打印出来不好看如下图，所以建议使用printf

ZacharydeMacBook-Pro:shard_ptr zachary$ ./a.out 
sem_init
thread 2 func1
thread 2 func2
thread_fun2 t:thread 140

thread_fun1 t:40