如何将管理器的引用传递给处理程序对象？

Question

我想做的是写一个小的Manager/Handler类。管理者分发和管理句柄。例如，这样的句柄可以是一个简单的文件句柄。

如果消费者想要获取已经存在的句柄，管理器只需返回一个 shared_ptr。如果句柄不存在，则管理器创建一个新句柄，然后返回 shared_ptr。

在 Manager 内部，那些 shared_ptr 存储在一个简单的 STL-Map 中。 如果分配的最后一个 shared_ptr 被删除，我希望我的经理删除相关的地图元素，以便处理程序对象自动被破坏。

这听起来有点像垃圾收集（例如工作线程，它检查指针的使用计数），但我相信它可以做得更优雅。

如何将管理器实例的引用传递给处理程序对象？ （例如，像传递一个 unique_ptr(this) 给新处理程序的构造函数）

#include <memory>
#include <iostream>
#include <map>

using namespace std;

/*
 * Simple handler class, that actually does nothing.
 * This could be e.g. a Filehandler class or sth. like that
 */
class Handler {
private:
    int i;
public:
    Handler(int i) :i(i) {}
    ~Handler() {}
    // Say who you are.
    void print(void) { cout << "I am handler # " << i << endl; }
};

/*
 * This is the "manager" class, that manages all handles. A handle is identified
 * by an integer value. If a handle already exists, the Manager returns a shared_ptr,
 * if it does not exist, the manager creates a new handle.
 */
class Manager {
private:
    map<int, shared_ptr<Handler> > handles;
public:
    Manager() {}
    ~Manager() {}

    shared_ptr<Handler> get_handler(int identifier) {
        shared_ptr<Handler> retval;
        auto it = handles.find(identifier);

        if(it != handles.end() ) {
            retval = it->second;
        } else {
            retval = shared_ptr<Handler>(new Handler(identifier));
            handles.insert( pair<int, shared_ptr<Handler>>(identifier, retval) );
        }

        return retval;
    }
};

int main(int argc, char** argv) {
    Manager m;

    // Handler 13 doesn't exist, so it gets allocated
    auto h = m.get_handler(13);
    // Manager knows about handler 13, so it returns the already existing shared_ptr
    auto i = m.get_handler(13);

    h.reset(); // Well... Let's assume we don't need h any more...
    // do some stuff...
    i->print();
    // ...
    i.reset(); // We also loose i. This is exactly the point where i want the manager to forget about the handle 13

    return 0;
}

Answer 1

您可能希望在管理器中保存非拥有指针以跟踪现有句柄，并使用自定义删除器放弃拥有 shared_ptr。当对象最终被销毁时，自定义删除器将确保删除管理器中相应的观察指针。

我将这种模式称为跟踪工厂，它是这样工作的。给定一个 object 类（在你的情况下是 Handler）：

class object
{

public:

    size_t get_id() const
    {
        return _id;
    }

private:

    friend class tracking_factory;

    object(size_t id) : _id(id) { }

    size_t _id = static_cast<size_t>(-1);

};

我定义了一个类，它创建object 的实例并将非拥有引用（weak_ptrs）存储到它们。这个类是唯一可以创建object 实例的类——这就是为什么object 的构造函数是私有的，并且tracking_factory 被声明为friend 以便能够访问它：

class tracking_factory
{

public:

    std::shared_ptr<object> get_object(size_t id, 
                                       bool createIfNotFound = true)
    {
        auto i = std::find_if(
            begin(_objects),
            end(_objects),
            [id] (std::pair<size_t const, std::weak_ptr<object>> const& p) 
            -> bool
        {
            return (p.first == id);
        });

        if (i != end(_objects))
        {
            return i->second.lock();
        }
        else if (createIfNotFound)
        {
            return make_object(id);
        }
        else
        {
            return std::shared_ptr<object>();
        }
    }

    size_t count_instances() const
    {
        return _objects.size();
    }

private:

    std::shared_ptr<object> make_object(size_t id)
    {
        std::shared_ptr<object> sp(
            new object(id),
            [this, id] (object* p)
        {
            _objects.erase(id);
            delete p;
        });

        _objects[id] = sp;

        return sp;
    }

    std::map<size_t, std::weak_ptr<object>> _objects;

};

然后，程序的其余部分将通过object_factory 获取shared_ptrs 到objects：如果已经创建了具有所需特征的对象（此处为id 成员），则为shared_ptr它将在没有实例化新对象的情况下返回。下面是一些测试功能的代码：

#include <iostream>

int main()
{
    tracking_factory f;

    auto print_object_count = [&f] ()
    {
        std::cout << "Number of objects: " << f.count_instances() << std::endl;
    };

    print_object_count();

    auto p1 = f.get_object(42);

    print_object_count();

    {
        auto p2 = f.get_object(42);

        print_object_count();

        p1 = f.get_object(0);

        print_object_count();
    }

    print_object_count();

    p1.reset();

    print_object_count();
}

最后，这是live example。

Answer 2

在地图中存储std::weak_ptr对象；它们不保留所有权，因此当最后一个 std::shared_ptr 对象消失时，资源将被销毁。但他们确实会跟踪是否有任何剩余的std::shared_ptr 对象指向原始对象，因此将它们放在地图中可以让您稍后检查那里是否还有资源。