使用shared_ptr获得唯一所有权(有点）——这是一种好的做法吗

Using shared_ptr for unique ownership (kind of) - is this good practice?

本文关键字：一种 唯一 所有权 shared 使用 有点 ptr      更新时间：2023-10-16

这很难解释，但我会尽力的。因此，我有一个RenderComponent、EventManager和RenderSystem。在我的RenderComponents构造函数中，我引发了RenderSystem订阅的renderComponentCreated事件。使用事件args对象，我传递一个RenderNode作为数据，其中包含RenderSystem绘制东西所需的信息(可绘制、位置和类型)。

到目前为止还不错。现在，当renderComponent被删除时，我希望RenderNode自动从RenderSystem中删除，同时仍然保留手动删除它的选项，例如作为对某个事件的反应。这可以使用RenderComponent RemoveNodeEvent来完成，RenderSystem再次订阅该事件。

现在是"问题"。根据我的理解(以及我想要的)，renderNode应该是RenderComponent唯一拥有的东西(因此是unique_ptr)。但是，这将需要复制(并为renderNode-->实现一个比较运算符，以便在要删除它时能够找到它)或将引用/原始指针传递给renderNode。然而，(如果我是正确的)没有办法知道引用是否仍然引用了一个有效的对象，这意味着无法实现自动删除。

我的解决方案是使RenderNode(由RenderComponent唯一拥有)共享并向事件传递弱指针。RenderSystem现在还维护一个弱指针列表，检查它们是否仍指向有效对象，如果不指向，则自动删除它们。所以本质上，我想要的是从一个唯一的指针创建一个弱指针。然而，按照现在的方式，有人可以从弱指针创建一个共享指针，并使RenderNode的活动时间比它应该的更长。由于托管对象本身(RenderNode)包含对其他对象的引用，这些对象的存在时间不会超过RenderComponent，这可能会导致严重问题。

我现在的问题是：这是一个好的设计吗？还是我错过了什么？

附言：很抱歉，如果这个解释读起来有点笨拙(英语不是我的母语)，谢谢你的帮助！

使用std::weak_ptr授予对可能被破坏的对象的访问权限肯定没有错，这就是它的发明目的。但它确实需要对象本身由std::shared_ptr保持。这不仅掩盖了由其父对象控制对象生存期的意图，还强制动态分配对象，并阻止它成为父对象的成员变量。

另一种方法是通过句柄跟踪指针，并有一个句柄管理器来跟踪对象是活的还是死的。实现这一点最安全的方法是将管理器作为您正在跟踪的对象的基类，这样RAII可以确保它始终是最新的。以下是该概念的示例实现。注：未经测试。

template<class Derived>
class HandleBased
{
public:
typedef uint64_t handle_t;
HandleBased() : m_Handle(NextHandle())
{
Map()[m_Handle] = this;
}
~HandleBased()
{
auto it = Map().find(m_Handle);
Map().erase(it);
}
handle_t ThisHandle()
{
return m_Handle;
}
static Derived* FindPtr(handle_t h)
{
auto it = Map().find(h);
if (it == Map().end())
return null_ptr;
return static_cast<Derived*>(it->second);
}
private:
static handle_t NextHandle()
{
static handle_t next = 0;
return next++;
}
static std::unordered_map<handle_t, HandleBased*>& Map()
{
static std::unordered_map<handle_t, HandleBased*> the_map;
return the_map;
}
handle_t m_Handle;
};

这里有一个如何使用它的例子：

class RenderNode : public HandleBased<RenderNode>
{
};
class RenderComponent
{
std::unique_ptr<RenderNode> node1;
RenderNode node2;
public:
void Setup(RenderSystem& rs)
{
node1 = new RenderNode;
rs.nodes.push_back(node1->ThisHandle());
rs.nodes.push_back(node2.ThisHandle());
}
};
class RenderSystem
{
public:
std::list<RenderNode::Handle> nodes;
void DoRender()
{
for (auto it = nodes.begin(); it != nodes.end(); )
{
RenderNode* p = RenderNode::FindPtr(*it);
if (p == NULL)
it = nodes.erase(it);
else
{
p->DoSomething();
++it;
}
}
}
};
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