对引用计数感到困惑答案

【问题标题】：Confused about reference counting对引用计数感到困惑
【发布时间】：2012-07-15 23:29:33
【问题描述】：

感谢您提前提供帮助。我正在阅读 Scott Meyers 的《更有效的 C++》一书，但第 29 条“引用计数”中的一个简单程序确实让我感到困惑。程序复制到这里：

String::String(const String& rhs): value(rhs.value) { ++value->refCount; }

然后代码：

String s1("More Effective C++");
String s2=s1;

我真的很困惑为什么 s1 和 s2 都会有一个 refCount 2。我的理解是，由于复制构造函数是通过引用传递到常量，在 s2=s1,s2.refCount 将变为 2，而 s1.refCount 根本不会改变。请纠正我！！再次感谢。

最好的问候。

【问题讨论】：

标签： c++ reference effective-c++

【解决方案1】：

我知道s2.refCount会变成2，而s1.refCount根本不会改变。

这是你的误会。没有像s2.refCount 和s1.refCount 这样的动物。相反，这些变量称为s2.value->refCount 和s1.value->refCount。请注意s2.value == s1.value，因此它们本质上共享相同的refCount 成员。

【讨论】：

【解决方案2】：

value 在这种情况下是一个指针，const-ness 不会传播到被指向的对象，所以 refCount 在这里是可变的。

引用计数的目的是共享相同的对象表示而不重新创建它，直到所有引用消失，即引用计数降至零。此时，表示被解除分配。

这对于只读对象非常有效，因此如果其中一个引用实例想要更改该共享表示，通常会克隆它并从一个重新开始引用计数。

然后，使引用计数线程安全存在问题。 Sutter 对此写了大量文章，请参阅 gotw #43、gotw #44 和 gotw #45。

【讨论】：

【解决方案3】：

如果s1 使用的引用计数为1，那么它会在它死亡时将字符串连同它一起删除。考虑以下几点：

String s2;
{
    String s1("More Effective C++");
    s2 = s1;
} // A

在 A 点，s1 死亡。如果它的 refcount 为 1，它将清理它与 s2 共享的存储空间，而 s2 将使用无效存储空间。

引用计数不与每个对象相关联。正如您从我给出的示例中看到的那样，这将毫无价值，因为引用计数永远不会作为可以安全清理的指标而值得信赖。

引用计数与这些对象共享的存储块相关联。 s1 和 s2 只有一个引用计数。两者共享一块存储，其中包含“更有效的 C++”。这意味着该存储有两个引用。两者中的每一个都需要知道有两个，这样他们就不会清理对方正在使用的存储空间。

【讨论】：

【解决方案4】：

引用计数必须驻留在单独的共享内存中：

struct Foo
{
    unsigned int * refcount;      // shared among all "equal" objects!

    Foo() : refcount(new auto {1U}) { }

    Foo(Foo const & rhs) : refcount(rhs.refcount) { ++*refcount; }

    ~Foo() { --*refcount; if (*refcount == 0) { delete refcount; } }

    Foo & operator=(Foo const & rhs)
    {
        if (this == std::addressof(rhs)) { return *this; }
        --*refcount;
        if (*refcount == 0) { delete refcount; }
        refcount = rhs.refcount;
        ++*refcount;
        return *this;
    }

    // etc.
};

【讨论】：

我很高兴你的例子 Foo 没有实际的资源可以分享。这将使这个赋值运算符看起来很简单。 ;)

【解决方案5】：

value 是一个指向底层实现结构的指针。字符串复制构造函数将指针复制到新对象 (s2) 中并增加指向实现结构的引用计数。但是，请记住原始对象 (s1) 具有相同的指针，因此从 s1 中看到的引用计数也将增加。只有一个底层实现结构，因此从一个 String 对象对其进行操作会影响共享该实现结构的所有其他 String 对象。这就是引用计数的全部意义所在！

【讨论】：