c++ - 使用 make_shared 时会发生什么

Question

如果这两行代码相同，我很感兴趣：

shared_ptr<int> sp(new int(1)); // double allocation?
shared_ptr<int> sp(make_shared<int>(1)); // just one allocation?

如果这是真的，有人可以解释为什么第二行只有一个分配吗？

Answer 1

第一种情况不执行双重分配，它执行两次分配，一个用于托管对象，一个用于shared_ptr.

对于第二种情况，cppreference很好地解释了为什么std::make_shared 通常只执行它所说的一次内存分配（强调我的未来）：

此函数通常使用单个内存分配为 T 对象和 shared_ptr 的控制块分配内存（这是标准中的非绑定要求）。相反，声明 std::shared_ptr p(new T(Args...)) 执行至少两次内存分配，这可能会产生不必要的开销。

从std::shared_ptr部分它说：

当通过调用 std::make_shared 或 std::allocate_shared 创建 shared_ptr 时，控制块和托管对象的内存都是使用单个分配创建的。托管对象在控制块的数据成员中就地构造。通过 shared_ptr 构造函数之一创建 shared_ptr 时，必须分别分配托管对象和控制块。在这种情况下，控制块存储一个指向被管理对象的指针。

此make_shared描述与shared_ptr 创建部分中所述的C++11 草案标准一致20.7.2.2.6

template<class T, class... Args> shared_ptr<T> make_shared(Args&&... args);
template<class T, class A, class... Args>
  shared_ptr<T> allocate_shared(const A& a, Args&&... args);

[...]

备注：实现应该执行不超过一次的内存分配。[注意：这提供了等效于侵入式智能指针的效率。——尾注]

[ 注意：这些函数通常会分配比 sizeof(T) 更多的内存，以允许内部簿记结构，例如引用计数。——尾注]

make_sharedHerb Sutter在GotW #89 Solution: Smart Pointers中对使用的优点进行了更详细的解释，并指出了一些优点：

• 它减少了分配开销
• 它改善了局部性。
• 避免显式的 new。
• 避免异常安全问题。

请注意，在使用std::weak_ptr时 使用 make_shared 有一些缺点。

Answer 2

节中cppreference std::shared_ptr的解释Implementation notes

在典型的实现中，std::shared_ptr 只保存两个指针：

1. 指向托管对象的指针
2. 指向控制块的指针

当通过调用 std::make_shared 或 std::allocate_shared 创建 shared_ptr 时，控制块和托管对象的内存都是使用单个分配创建的。托管对象在控制块的数据成员中就地构造。通过 shared_ptr 构造函数之一创建 shared_ptr 时，必须分别分配托管对象和控制块。在这种情况下，控制块存储一个指向被管理对象的指针。

Answer 3

还有一个潜在的微妙错误：sp(new int)首先分配一个 int （其指针被赋予sp），而不是 sp 本身必须分配一个控制块（将包含计数器和删除器）。

现在，如果最后一次分配sp失败（内存不足），您将留下一个堆分配的 int，其指针不被任何人持有，因此无法删除。（内存泄漏）。