shared_ptr的控制块位置取决于创建方式：make_shared时控制块与对象同分配，提升性能；通过原始指针构造时则单独分配控制块，需两次内存操作，效率较低且易引发double free。
shared_ptr的控制块，也就是存储引用计数的地方，它的位置并不固定，取决于
shared_ptr是如何创建的。理解这一点至关重要，因为它关系到内存管理和资源共享的效率。
控制块的位置可以归纳为以下两种主要情况：
控制块和引用计数存储位置解析
1. make_shared创建的对象
使用
make_shared创建对象时，控制块会和对象本身一起分配在同一块连续的内存区域。这意味着只需要一次内存分配，效率更高，同时也减少了内存碎片化的可能性。()
例如：
#include#include int main() { auto ptr = std::make_shared (42); // 控制块和int对象在同一块内存中 return 0; }
这种方式是推荐的用法，因为它在性能和异常安全性方面都更优。
2. 通过原始指针创建 shared_ptr
当使用原始指针（例如
new T()）来构造
shared_ptr时，控制块会单独分配一块内存。 这种情况下，需要两次内存分配：一次用于对象本身，另一次用于控制块。
例如：
#include#include int main() { int* rawPtr = new int(42); std::shared_ptr ptr(rawPtr); // 控制块和int对象分别在不同的内存块中 return 0; }
需要特别注意的是，如果使用同一个原始指针多次创建
shared_ptr，会导致double free的问题，因为每个
shared_ptr都会认为自己拥有该指针的所有权，并在析构时尝试释放它。这是
shared_ptr使用时最容易犯的错误之一。
使用原始指针创建 shared_ptr 的正确姿势
#include#include int main() { int* rawPtr = new int(42); std::shared_ptr ptr1(rawPtr, [](int* p){ std::cout << "Custom deleter called" << std::endl; delete p; }); std::shared_ptr ptr2 = ptr1; // 正确，共享所有权 return 0; }
为什么make_shared
更高效？
因为
make_shared只需要一次内存分配，而直接使用
new后用原始指针构造
shared_ptr需要两次。 此外，
make_shared在异常安全性方面也更胜一筹。 如果在使用
new分配对象后，但在构造
shared_ptr之前抛出异常，则可能导致内存泄漏。
make_shared则避免了这种风险，因为它在同一操作中分配对象和控制块。
控制块还存储了什么？
除了引用计数，控制块还可能存储以下信息：
-
弱引用计数： 用于
weak_ptr
，跟踪有多少weak_ptr
指向该对象。 -
自定义删除器： 如果在创建
shared_ptr
时指定了自定义删除器，则删除器的指针也会存储在控制块中。 - 分配器： 用于管理对象内存的分配器，在自定义分配的场景下会用到。
多线程环境下的引用计数
在多线程环境中，引用计数的更新必须是原子操作，以避免竞争条件。
shared_ptr内部使用了原子操作来保证引用计数的线程安全性。 这会带来一定的性能开销，但在大多数情况下，这种开销是可以接受的。
循环引用问题
shared_ptr的一个常见问题是循环引用，即两个或多个对象彼此持有对方的
shared_ptr，导致引用计数永远不为零，从而造成内存泄漏。 解决循环引用的方法是使用
weak_ptr，
weak_ptr不会增加引用计数，因此可以打破循环。
如何避免循环引用？
使用
weak_ptr来打破循环引用。
weak_ptr是一种弱引用，它不会增加对象的引用计数。 当对象不再被任何
shared_ptr引用时，即使还有
weak_ptr指向它，对象也会被销毁。
什么时候应该使用原始指针？
尽管
shared_ptr在很多情况下都是管理动态分配内存的首选方式，但在某些情况下，使用原始指针可能更合适：
-
性能至关重要：
shared_ptr
的引用计数操作会带来一定的性能开销，在对性能要求极高的场景下，可能需要考虑使用原始指针。 - 与C API交互： C API通常使用原始指针，因此在与C API交互时，可能需要使用原始指针。
- 对象生命周期明确： 如果对象的生命周期非常明确，并且可以手动管理，那么使用原始指针可能更简单。
如何选择合适的智能指针？
C++ 提供了多种智能指针，包括
unique_ptr、
shared_ptr和
weak_ptr。 选择合适的智能指针取决于对象的所有权和生命周期管理需求。
-
unique_ptr
： 用于独占所有权，即只有一个智能指针指向该对象。 当unique_ptr
销毁时，它会自动释放所拥有的对象。 -
shared_ptr
： 用于共享所有权，即多个智能指针可以指向同一个对象。 当最后一个shared_ptr
销毁时，它会自动释放所拥有的对象。 -
weak_ptr
： 用于观察shared_ptr
所拥有的对象，但不增加引用计数。 用于打破循环引用。
理解
shared_ptr控制块的位置和作用对于编写高效、安全的 C++ 代码至关重要。 优先使用
make_shared创建对象，避免使用同一个原始指针多次创建
shared_ptr，并注意避免循环引用，可以帮助你更好地利用
shared_ptr管理内存，减少内存泄漏和程序崩溃的风险。
