Question

我有一个多线程C ++应用程序，可以从任何线程调用如下函数，以从列表/向量中获取对象。

class GlobalClass{
public:
     MyObject* GlobalClass::getObject(int index) const
     {
          /* mutex lock & unlock */

          if (m_list.hasValueAt(index))
              return m_list[index];
          else
              return 0;
     }
List<MyObject*> m_list;
};

//Thread function
MyObject* obj = globalClass->getObject(0);
if (!obj) return;
obj->doSomething();

注意：这里的范围是通过引用，值或指针来了解与函数返回相关的一些最佳实践，因此可以原谅一些伪代码或缺少的声明（我使用锁定/解锁，{{1} }是全局单例，等等。）

这里的问题是，如果在GlobalClass内部删除了该索引处的MyObject，则在某个时刻我正在使用错误的指针（GlobalClass）。

所以我正在考虑退还该物品的副本：

obj

这里的问题是返回的对象（MyObject GlobalClass::getObject(int index) const { /* mutex lock & unlock */ if (m_list.hasValueAt(index)) return MyObject(*m_list[index]); else return MyObject(); }）足够大，因此返回副本效率不高。

最后，我想返回对该对象的引用（最好是const引用）：

MyObject

考虑到我的列表无法在该索引处包含该对象，我引入了内存泄漏。

解决此问题的最佳解决方案是什么？即使效率不高还是返回参考文献，我是否仍要退回副本？

Answer 1

您有多种选择：

如果“获取”将对象的所有权传递给调用者，请使用std::shared_ptr。这样，对象就不会超出范围。当然，呼叫者不会意识到它何时发生。
使用std::weak_ptr。含义与1.相同，但是可以重置ptr。在这种情况下，调用者可以检测到对象是否已删除。
按照注释中的建议使用std::optional，然后返回副本或参考。将引用类型用作可选参数不能避免删除对象的问题，因此引用也可能变为无效。复制会避免这种情况，但是如上所述，它可能太昂贵了。

通读这些行，您似乎建议呼叫者将在呼叫之后立即使用指针，并且使用时间有限。所以1.和2.是等效的，似乎符合您的需求。

有关更多详细信息，请参见this introduction to smart pointers。

Answer 2

如果要避免复制对象，只有两种可能的情况：

由m_list返回的getObject条目可以被另一个线程同时删除。如果您不事先复制该对象，则在getObject中您无法做任何事情来防止另一个线程突然具有引用/指针悬挂。但是，您可以将m_list的每个条目都设为std::shared_ptr<MyObject>并直接返回。内存管理将自动进行（但请注意shared_ptr的引用计数中的潜在开销以及死锁的可能性）。
您具有（或添加）了一些机制，以确保只有在当前没有其他线程持有指向它们的某些指针/引用的情况下，才可以从m_list中删除对象。这在很大程度上取决于您的算法，但可能例如可以将对象标记为仅删除，然后稍后在同步部分删除它们。

Answer 3

您的问题似乎源于您的程序是多线程的-另一种前进的方式（对于原始指针或std::optional参考返回版本：这是唯一的前进方式，也许缺少完整的重新设计）是您需要将互斥锁公开到功能范围之外才能完成所需的操作。您可以通过多种方式完成此任务，但是，最简单的方法如下：

/*mutex lock*/
const MyObject& obj = globalClass.get(index);
/*do stuff with obj*/
/*mutex unlock*/

引用类型返回函数：如何返回（可选）对象

3 个答案: