shared_ptr

Concurrency bietet viele Wege an, sich in den eigenen Fuß zu schießen. Die Regeln des heutigen Artikels sollen helfen, diese Gefahren zu kennen und zu vermeiden.

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C++20 wird atomare Smart Pointer erhalten. Ganz genau wird es ein std::atomic_shared_ptr und ein std::atomic_weak_ptr sein. Warum eigentlich, std::shared_ptr und std::weak_ptr sind doch schon thread-sicher. Jein. Da muss ich ein wenig ausholen.

std::unique_ptr verkörpert das Konzept des exklusiven, std::shared_ptr des geteilten Besitzes. Bleibe ich in diesem Bild, dann verkörpert der std::weak_ptr das Konzept des zeitlich eingeschränkten Besitzes, den er leiht sich die Ressource von einem std::shared_ptr aus. Der std::weak_ptr besitzt insbesondere eine Existenzberechtigung: Zyklische Referenzen von std::shared_ptr zu brechen.

Nachdem ich im letzten Artikel das große Bild zu std::shared_ptr beschrieben habe, komme ich heute zu zwei besonderen Aspekten der Smart Pointer. Zum einen zeige ich mit std::shared_from_this, wie sich ein std::shared_ptr von einem Objekt erzeugen lässt, zum anderen beschäftigt mich die Frage: Soll ein std::shared_ptr per Copy oder per Referenz übergeben werden. Insbesondere der zweite Punkt besitzt einiges an Überraschungspotential.

std::shared_ptr teilen sich eine gemeinsame Ressource. Dabei zählt der gemeinsame Referenzzähler mit, wie viele Besitzer die Ressource hat. Wird der Smart Pointer std::shared_ptr kopiert, erhöht sich automatisch der Referenzzähler. Beim Löschen eines std::shared_prt wird sein Referenzzähler hingegen automatisch erniedrigt. Erreicht der Referenzzähler den Wert 0, wird die Ressource freigegeben.

C++ bietet vier verschiedene Smart Pointer an. Zwei davon will ich mir in diesem Artikel unter dem Aspekt Overhead in puncto Speicher und Performanz genauer anschauen. Während mein erster Kandidat std::unique_ptr den Lebenszyklus genau einer Ressource verwaltet, teilt sich mein zweiter Kandidat std::shared_ptr typischerweise seine Ressource mit anderen std::shared_ptr. Ich nehme das Ergebnis meines Tests gerne vorweg, bevor die nackten Zahlen kommen. Es gibt wenige Gründe in modernem C++, das Speichermanagment mit new und delete explizit in die Hand zu nehmen.