系统性学习C++-第二十四讲-智能指针的使用及其原理

[1. 智能指针的使用场景分析](#1. 智能指针的使用场景分析)
[2. RAII 和智能指针的设计思路](#2. RAII 和智能指针的设计思路)
[3. C++ 标准库智能指针的使用](#3. C++ 标准库智能指针的使用)
[4. 智能指针的原理](#4. 智能指针的原理)
[5. shared_ptr 和 weak_ptr](#5. shared_ptr 和 weak_ptr)
- [5.1 shared_ptr 循环引用问题](#5.1 shared_ptr 循环引用问题)
- [5.2 weak_ptr](#5.2 weak_ptr)
[6. shared_ptr 的线程安全问题](#6. shared_ptr 的线程安全问题)
[7. C++11 和 boost 中智能指针的关系](#7. C++11 和 boost 中智能指针的关系)
[8. 内存泄漏](#8. 内存泄漏)
- [8.1 什么是内存泄漏，内存泄漏的危害](#8.1 什么是内存泄漏，内存泄漏的危害)
- [8.2 如何检测内存泄漏](#8.2 如何检测内存泄漏)
- [8.3 如何避免内存泄漏](#8.3 如何避免内存泄漏)

1. 智能指针的使用场景分析

下面程序中我们可以看到，new 了以后，我们也 delete 了，但是因为抛异常导，后面的 delete 没有得到执行，所以就内存泄漏了，

所以我们需要 new 以后捕获异常，捕获到异常后 delete 内存，再把异常抛出，但是因为 new 本身也可能抛异常，

连续的两个 new 和下面的 Divide 都可能会抛异常，让我们处理起来很麻烦。智能指针放到这样的场景里面就让问题简单多了。

cpp 复制代码

double Divide(int a, int b)
{
	// 当b == 0时抛出异常 
	if (b == 0)
	{
		throw "Divide by zero condition!";
	}
	else
	{
		return (double)a / (double)b;
	}
}

void Func()
{
	// 这⾥可以看到如果发⽣除0错误抛出异常，另外下⾯的array和array2没有得到释放。 
	// 所以这⾥捕获异常后并不处理异常，异常还是交给外⾯处理，这⾥捕获了再重新抛出去。 
	// 但是如果array2new的时候抛异常呢，就还需要套⼀层捕获释放逻辑，这里有更好解决⽅案 
	// 是智能指针，否则代码就太复杂了
	int* array1 = new int[10];
	int* array2 = new int[10]; // 抛异常呢 
	try
	{
		int len, time;
		cin >> len >> time;
		cout << Divide(len, time) << endl;
	}
	catch (...)
	{
		cout << "delete []" << array1 << endl;
		cout << "delete []" << array2 << endl;
		delete[] array1;
		delete[] array2;
		throw; // 异常重新抛出，捕获到什么抛出什么 
	}
	// ...
	cout << "delete []" << array1 << endl;
	delete[] array1;
	cout << "delete []" << array2 << endl;
	delete[] array2;
}

int main()
{
	try
	{
		Func();
	}
	catch (const char* errmsg)
	{
		cout << errmsg << endl;
	}
	catch (const exception& e)
	{
		cout << e.what() << endl;
	}
	catch (...)
	{
		cout << "未知异常" << endl;
	}
	return 0;
}

2. RAII 和智能指针的设计思路

RAII 是 Resource Acquisition Is Initialization 的缩写，他是一种管理资源的类的设计思想，本质是一种利用对象生命周期来管理获取到的动态资源，避免资源泄漏，这里的资源可以是内存、文件指针、网络连接、互斥锁等等。RAII 在获取资源时把资源委托给一个对象，接着控制对资源的访问，资源在对象的生命周期内始终保持有效，最后在对象析构的时候释放资源，这样保障了资源的正常释放，避免资源泄漏问题。
智能指针类除了满足 RAII 的设计思路，还要方便资源的访问，所以智能指针类还会想迭代器类一样，重载
operator*/operator->/operator[] 等运算符，方便访问资源。

cpp 复制代码

template<class T>
class SmartPtr
{
public:
	// RAII
	SmartPtr(T* ptr)
		:_ptr(ptr)
	{}
	
	~SmartPtr()
	{
		cout << "delete[] " << _ptr << endl;
		delete[] _ptr;
	}
	// 重载运算符，模拟指针的⾏为，⽅便访问资源 
	
	T& operator*()
	{
		return *_ptr;
	}
	
	T* operator->()
	{
		return _ptr;
	}
	
	T& operator[](size_t i)
	{
		return _ptr[i];
	}
private:
	T* _ptr;
};

double Divide(int a, int b)
{
	// 当b == 0时抛出异常 
	if (b == 0)
	{
		throw "Divide by zero condition!";
	}
	else
	{
		return (double)a / (double)b;
	}
}

void Func()
{
	// 这⾥使⽤RAII的智能指针类管理new出来的数组以后，程序简单多了 
	SmartPtr<int> sp1 = new int[10];
	SmartPtr<int> sp2 = new int[10];

	for (size_t i = 0; i < 10; i++)
	{
		sp1[i] = sp2[i] = i;
	}
	int len, time;
	cin >> len >> time;
	cout << Divide(len, time) << endl;
}

int main()
{
	try
	{
		Func();
	}
	catch (const char* errmsg)
	{
		cout << errmsg << endl;
	}
	catch (const exception& e)
	{
		cout << e.what() << endl;
	}
	catch (...)
	{
		cout << "未知异常" << endl;
	}
	return 0;
}

3. C++ 标准库智能指针的使用

C++ 标准库中的智能指针都在 <memory> 这个头文件下面，我们包含 <memory> 就可以是使用了，智能指针有好几种，除了 weak_ptr 他们都符合 RAII 和像指针一样访问的行为，原理上而言主要是解决智能指针拷贝时的思路不同。
auto_ptr 是 C++98 时设计出来的智能指针，他的特点是拷贝时，把被拷贝对象的资源的管理权转移给拷贝对象，这是一个非常糟糕的设计，因为他会到被拷贝对象悬空，访问报错的问题，C++11 设计出新的智能指针后，强烈建议不要使用 auto_ptr 。其他 C++11 出来之前很多公司也是明令禁止使用这个智能指针的。
unique_ptr 是 C++11 设计出来的智能指针，他的名字翻译出来是唯一指针，他的特点的不支持拷贝，只支持移动。如果不需要拷贝的场景就非常建议使用他。
shared_ptr 是 C++11 设计出来的智能指针，他的名字翻译出来是共享指针，他的特点是支持拷贝，也支持移动。如果需要拷贝的场景就需要使用他了。底层是用引用计数的方式实现的。
weak_ptr 是 C++11 设计出来的智能指针，他的名字翻译出来是弱指针，他完全不同于上面的智能指针，他不支持 RAII ，也就意味着不能用它直接管理资源，weak_ptr 的产生本质是要解决 shared_ptr 的一个循环引用导致内存泄漏的问题。具体细节下面我们再细讲。
智能指针析构时默认是进行 delete 释放资源，这也就意味着如果不是 new 出来的资源，交给智能指针管理，析构时就会崩溃。智能指针支持在构造时给一个删除器，所谓删除器本质就是一个可调用对象，这个可调用对象中实现你想要的释放资源的方式，当构造智能指针时，给了定制的删除器，在智能指针析构时就会调用删除器去释放资源。因为 new[] 经常使用，所以为了简洁一点，unique_ptr 和shared_ptr 都特化了一份 [] 的版本，使用时 unique_ptr<Date[]> up1(new Date[5]);
shared_ptr<Date[]> sp1(new Date[5]); 就可以管理 new [] 的资源。
template <class T, class... Args> shared_ptr<T> make_shared (Args&&... args);
shared_ptr 除了支持用指向资源的指针构造，还支持 make_shared 用初始化资源对象的值直接构造。
shared_ptr 和 unique_ptr 都支持了 operator bool 的类型转换，如果智能指针对象是一个空对象没有管理资源，则返回 false ，否则返回 true ，意味着我们可以直接把智能指针对象给 if 判断是否为空。
shared_ptr 和 unique_ptr 都得构造函数都使用 explicit 修饰，防止普通指针隐式类型转换成智能指针对象。

cpp 复制代码

struct Date
{
	int _year;
	int _month;
	int _day;
	Date(int year = 1, int month = 1, int day = 1)
		:_year(year)
		, _month(month)
		, _day(day)
	{}
	
	~Date()
	{
		cout << "~Date()" << endl;
	}
};

int main()
{
	auto_ptr<Date> ap1(new Date);
	
	// 拷⻉时，管理权限转移，被拷⻉对象ap1悬空 
	auto_ptr<Date> ap2(ap1);
	
	// 空指针访问，ap1对象已经悬空 
	//ap1->_year++;
	unique_ptr<Date> up1(new Date);
	
	// 不⽀持拷⻉ 
	//unique_ptr<Date> up2(up1);
	// ⽀持移动，但是移动后up1也悬空，所以使⽤移动要谨慎 
	unique_ptr<Date> up3(move(up1));
	shared_ptr<Date> sp1(new Date);
	
	// ⽀持拷⻉ 
	shared_ptr<Date> sp2(sp1);
	shared_ptr<Date> sp3(sp2);
	cout << sp1.use_count() << endl;
	sp1->_year++;
	cout << sp1->_year << endl;
	cout << sp2->_year << endl;
	cout << sp3->_year << endl;
	
	// ⽀持移动，但是移动后sp1也悬空，所以使⽤移动要谨慎 
	shared_ptr<Date> sp4(move(sp1));
	return 0;
}

cpp 复制代码

template<class T>
void DeleteArrayFunc(T* ptr)
{
	delete[] ptr;
}

template<class T>
class DeleteArray
{
public:
	void operator()(T* ptr)
	{
		delete[] ptr;
	}
};

class Fclose
{
public:
	void operator()(FILE* ptr)
	{
		cout << "fclose:" << ptr << endl;
		fclose(ptr);
	}
};

int main()
{
	// 这样实现程序会崩溃 
	// unique_ptr<Date> up1(new Date[10]);
	// shared_ptr<Date> sp1(new Date[10]);
	
	// 解决⽅案1 
	// 因为new[]经常使⽤，所以unique_ptr和shared_ptr 
	// 实现了⼀个特化版本，这个特化版本析构时⽤的delete[] 
	unique_ptr<Date[]> up1(new Date[5]);
	shared_ptr<Date[]> sp1(new Date[5]);
	
	// 解决⽅案2 

	// 仿函数对象做删除器 
	//unique_ptr<Date, DeleteArray<Date>> up2(new Date[5], DeleteArray<Date>());
	// unique_ptr和shared_ptr⽀持删除器的⽅式有所不同 
	// unique_ptr是在类模板参数⽀持的，shared_ptr是构造函数参数⽀持的 
	// 这⾥没有使⽤相同的⽅式还是挺坑的 
	// 使⽤仿函数unique_ptr可以不在构造函数传递，因为仿函数类型构造的对象直接就可以调⽤ 
	// 但是下⾯的函数指针和lambda的类型不可以 
	unique_ptr<Date, DeleteArray<Date>> up2(new Date[5]);
	shared_ptr<Date> sp2(new Date[5], DeleteArray<Date>());
	
	// 函数指针做删除器  
	unique_ptr<Date, void(*)(Date*)> up3(new Date[5], DeleteArrayFunc<Date>);
	shared_ptr<Date> sp3(new Date[5], DeleteArrayFunc<Date>);
	
	// lambda表达式做删除器 
	auto delArrOBJ = [](Date* ptr) {delete[] ptr; };
	unique_ptr<Date, decltype(delArrOBJ)> up4(new Date[5], delArrOBJ);
	shared_ptr<Date> sp4(new Date[5], delArrOBJ);
	
	// 实现其他资源管理的删除器 
	shared_ptr<FILE> sp5(fopen("Test.cpp", "r"), Fclose());
	shared_ptr<FILE> sp6(fopen("Test.cpp", "r"), [](FILE* ptr) {
			cout << "fclose:" << ptr << endl;
			fclose(ptr);
		});
	return 0;
}

cpp 复制代码

int main()
{
	shared_ptr<Date> sp1(new Date(2024, 9, 11));
	shared_ptr<Date> sp2 = make_shared<Date>(2024, 9, 11);
	auto sp3 = make_shared<Date>(2024, 9, 11);
	shared_ptr<Date> sp4;
	// if (sp1.operator bool())
	if (sp1)
		cout << "sp1 is not nullptr" << endl;
	if (!sp4)
		cout << "sp1 is nullptr" << endl;

	// 报错 
	shared_ptr<Date> sp5 = new Date(2024, 9, 11);
	unique_ptr<Date> sp6 = new Date(2024, 9, 11);

	return 0;
}

4. 智能指针的原理

下面我们模拟实现了 auto_ptr 和 unique_ptr 的核心功能，这两个智能指针的实现比较简单，大家了解一下原理即可。auto_ptr 的思路是拷贝时转移资源管理权给被拷贝对象，这种思路是不被认可的，也不建议使用。unique_ptr 的思路是不支持拷贝。
大家重点要看看 shared_ptr 是如何设计的，尤其是引用计数的设计，主要这里一份资源就需要一个引用计数，所以引用计数才用静态成员的方式是无法实现的，要使用堆上动态开辟的方式，构造智能指针对象时来一份资源，就要 new ⼀个引用计数出来。多个shared_ptr 指向资源时就 ++ 引用计数，shared_ptr 对象析构时就 -- 引用计数，引用计数减到 0 时代表当前析构的 shared_ptr 是最后一个管理资源的对象，则析构资源。

cpp 复制代码

namespace bit
{
	template<class T>
	class auto_ptr
	{
	public:
		auto_ptr(T* ptr)
			:_ptr(ptr)
		{}

		auto_ptr(auto_ptr<T>& sp)
			:_ptr(sp._ptr)
		{
			// 管理权转移 
			sp._ptr = nullptr;
		}
		
		auto_ptr<T>& operator=(auto_ptr<T>& ap)
		{
			// 检测是否为⾃⼰给⾃⼰赋值 
			if (this != &ap)
			{
				// 释放当前对象中资源 
				if (_ptr)
					delete _ptr;
				// 转移ap中资源到当前对象中 
				_ptr = ap._ptr;
				ap._ptr = NULL;
			}
			return *this;
		}
		
		~auto_ptr()
		{
			if (_ptr)
			{
				cout << "delete:" << _ptr << endl;
				delete _ptr;
			}
		}
		
		// 像指针⼀样使⽤ 
		T& operator*()
		{
			return *_ptr;
		}
		
		T* operator->()
		{
			return _ptr;
		}
	private:
		T* _ptr;
	};

	template<class T>
	class unique_ptr
	{
	public:
		explicit unique_ptr(T* ptr)
			:_ptr(ptr)
		{}

		~unique_ptr()
		{
			if (_ptr)
			{
				cout << "delete:" << _ptr << endl;
				delete _ptr;
			}
		}
		
		// 像指针⼀样使⽤ 
		T& operator*()
		{
			return *_ptr;
		}
		T* operator->()
		{
			return _ptr;
		}
		unique_ptr(const unique_ptr<T>& sp) = delete;
		unique_ptr<T>& operator=(const unique_ptr<T>& sp) = delete;
		unique_ptr(unique_ptr<T>&& sp)
			:_ptr(sp._ptr)
		{
			sp._ptr = nullptr;
		}
		unique_ptr<T>& operator=(unique_ptr<T>&& sp)
		{
			delete _ptr;
			_ptr = sp._ptr;
			sp._ptr = nullptr;
		}
	private:
		T* _ptr;
	};
	
	template<class T>
	class shared_ptr
	{
	public:
		explicit shared_ptr(T* ptr = nullptr)
			: _ptr(ptr)
			, _pcount(new int(1))
		{}

		template < class D>
		shared_ptr(T * ptr, D del)
			: _ptr(ptr)
			, _pcount(new int(1))
			, _del(del)
		{}
		
		shared_ptr(const shared_ptr<T>& sp)
			:_ptr(sp._ptr)
			, _pcount(sp._pcount)
			, _del(sp._del)
		{
			++(*_pcount);
		}
		
		void release()
		{
			if (--(*_pcount) == 0)
			{
				// 最后⼀个管理的对象，释放资源 
				_del(_ptr);
				delete _pcount;
				_ptr = nullptr;
				_pcount = nullptr;
			}
		}
		
		shared_ptr<T>& operator=(const shared_ptr<T>& sp)
		{
			if (_ptr != sp._ptr)
			{
				release();
				_ptr = sp._ptr;
				_pcount = sp._pcount;
				++(*_pcount);
				_del = sp._del;
			}
			return *this;
		}
		
		~shared_ptr()
		{
			release();
		}
		T* get() const
		{
			return _ptr;
		}
		int use_count() const
		{
			return *_pcount;
		}
		T& operator*()
		{
			return *_ptr;
		}
		T* operator->()
		{
			return _ptr;
		}
	private:
		T* _ptr;
		int* _pcount;
		//atomic<int>* _pcount;

		function<void(T*)> _del = [](T* ptr) {delete ptr; };
	};

	// 需要注意的是我们这⾥实现的shared_ptr和weak_ptr都是以最简洁的⽅式实现的， 
	// 只能满⾜基本的功能，这⾥的weak_ptr lock等功能是⽆法实现的，想要实现就要 
	// 把shared_ptr和weak_ptr⼀起改了，把引⽤计数拿出来放到⼀个单独类型，shared_ptr 
	// 和weak_ptr都要存储指向这个类的对象才能实现，有兴趣可以去翻翻源代码 
	template<class T>
	class weak_ptr
	{
	public:
		weak_ptr()
		{}

		weak_ptr(const shared_ptr<T>& sp)
			:_ptr(sp.get())
		{}

		weak_ptr<T>& operator=(const shared_ptr<T>& sp)
		{
			_ptr = sp.get();
			return *this;
		}
	private:
		T * _ptr = nullptr;
	};
}

int main()
{
	bit::auto_ptr<Date> ap1(new Date);
	// 拷⻉时，管理权限转移，被拷⻉对象ap1悬空 
	bit::auto_ptr<Date> ap2(ap1);
	// 空指针访问，ap1对象已经悬空 
	//ap1->_year++;
	bit::unique_ptr<Date> up1(new Date);
	// 不⽀持拷⻉ 
	//unique_ptr<Date> up2(up1);
	// ⽀持移动，但是移动后up1也悬空，所以使⽤移动要谨慎 
	bit::unique_ptr<Date> up3(move(up1));
	bit::shared_ptr<Date> sp1(new Date);
	// ⽀持拷⻉ 
	bit::shared_ptr<Date> sp2(sp1);
	bit::shared_ptr<Date> sp3(sp2);
	cout << sp1.use_count() << endl;
	sp1->_year++;
	cout << sp1->_year << endl;
	cout << sp2->_year << endl;
	cout << sp3->_year << endl;
	return 0;
}

5. shared_ptr 和 weak_ptr

5.1 shared_ptr 循环引用问题

shared_ptr 大多数情况下管理资源非常合适，支持 RAII ，也支持拷贝。但是在循环引用的场景下会导致资源没得到释放内存泄漏，所以我们要认识循环引用的场景和资源没释放的原因，并且学会使用 weak_ptr 解决这种问题。
如下图所述场景，n1 和 n2 析构后，管理两个节点的引用计数减到 1
1. 右边的节点什么时候释放呢，左边节点中的 _next 管着呢，_next 析构后，右边的节点就释放了。
2. _next 什么时候析构呢，_next 是左边节点的的成员，左边节点释放，_next 就析构了。
3. 左边节点什么时候释放呢，左边节点由右边节点中的 _prev 管着呢，_prev 析构后，左边的节点就释放了。
4. _prev 什么时候析构呢，_prev 是右边节点的成员，右边节点释放，_prev 就析构了。
至此逻辑上成功形成回旋镖似的循环引用，谁都不会释放就形成了循环引用，导致内存泄漏
把 ListNode 结构体中的 _next 和 _prev 改成 weak_ptr ，weak_ptr 绑定到 shared_ptr 时不会增加它的引用计数，_next 和_prev 不参与资源释放管理逻辑，就成功打破了循环引用，解决了这里的问题。

cpp 复制代码

struct ListNode
{
	int _data;
	std::shared_ptr<ListNode> _next;
	std::shared_ptr<ListNode> _prev;

	// 这⾥改成weak_ptr，当n1->_next = n2;绑定shared_ptr时 
	// 不增加n2的引⽤计数，不参与资源释放的管理，就不会形成循环引⽤了 
	/*std::weak_ptr<ListNode> _next;
	std::weak_ptr<ListNode> _prev;*/
	~ListNode()
	{
		cout << "~ListNode()" << endl;
	}
};

int main()
{
	// 循环引⽤ -- 内存泄露 
	std::shared_ptr<ListNode> n1(new ListNode);
	std::shared_ptr<ListNode> n2(new ListNode);
	
	cout << n1.use_count() << endl;
	cout << n2.use_count() << endl;
	
	n1->_next = n2;
	n2->_prev = n1;
	
	cout << n1.use_count() << endl;
	cout << n2.use_count() << endl;
	// weak_ptr不⽀持管理资源，不⽀持RAII 
	// weak_ptr是专⻔绑定shared_ptr，不增加他的引⽤计数，作为⼀些场景的辅助管理 
	//std::weak_ptr<ListNode> wp(new ListNode);
	return 0;
}

5.2 weak_ptr

weak_ptr 不支持 RAII ，也不支持访问资源，所以我们看文档发现 weak_ptr 构造时不支持绑定到资源，只支持绑定到 shared_ptr ，绑定到 shared_ptr 时，不增加 shared_ptr 的引用计数，那么就可以解决上述的循环引用问题。
weak_ptr 也没有重载 operator* 和 operator-> 等，因为他不参与资源管理，那么如果他绑定的 shared_ptr 已经释放了资源，那么他去访问资源就是很危险的。weak_ptr 支持 expired 检查指向的资源是否过期，use_count 也可获取 shared_ptr 的引用计数，weak_ptr 想访问资源时，可以调用 lock 返回一个管理资源的 shared_ptr ，如果资源已经被释放，返回的 shared_ptr 是一个空对象，如果资源没有释放，则通过返回的 shared_ptr 访问资源是安全的。

cpp 复制代码

int main()
{
	std::shared_ptr<string> sp1(new string("111111"));
	std::shared_ptr<string> sp2(sp1);
	std::weak_ptr<string> wp = sp1;
	
	cout << wp.expired() << endl;
	cout << wp.use_count() << endl;
	
	// sp1和sp2都指向了其他资源，则weak_ptr就过期了 
	sp1 = make_shared<string>("222222");
	cout << wp.expired() << endl;
	cout << wp.use_count() << endl;
	
	sp2 = make_shared<string>("333333");
	cout << wp.expired() << endl;
	cout << wp.use_count() << endl;
	
	wp = sp1;
	
	//std::shared_ptr<string> sp3 = wp.lock();
	auto sp3 = wp.lock();
	cout << wp.expired() << endl;
	cout << wp.use_count() << endl;
	
	*sp3 += "###";
	cout << *sp1 << endl;
	return 0;
}

6. shared_ptr 的线程安全问题

shared_ptr 的引用计数对象在堆上，如果多个 shared_ptr 对象在多个线程中，进行 shared_ptr 的拷贝析构时会访问修改引用计数，就会存在线程安全问题，所以 shared_ptr 引用计数是需要加锁或者原子操作保证线程安全的。
shared_ptr 指向的对象也是有线程安全的问题的，但是这个对象的线程安全问题不归 shared_ptr 管，它也管不了，应该有外层使用 shared_ptr 的人进行线程安全的控制。
下面的程序会崩溃或者 A 资源没释放，bit::shared_ptr 引用计数从 int* 改成 atomic<int>* 就可以保证引用计数的线程安全问题，或者使用互斥锁加锁也可以。

cpp 复制代码

struct AA
{
	int _a1 = 0;
	int _a2 = 0;
	~AA()
	{
		cout << "~AA()" << endl;
	}
};
int main()
{
	bit::shared_ptr<AA> p(new AA);
	const size_t n = 100000;
	mutex mtx;
	auto func = [&]()
		{
			for (size_t i = 0; i < n; ++i)
			{
				// 这⾥智能指针拷⻉会++计数 
				bit::shared_ptr<AA> copy(p);
				{
					unique_lock<mutex> lk(mtx);
					copy->_a1++;
					copy->_a2++;
				}
			}
		};
	
	thread t1(func);
	thread t2(func);
	
	t1.join();
	t2.join();
	
	cout << p->_a1 << endl;
	cout << p->_a2 << endl;
	cout << p.use_count() << endl;
	return 0;
}

7. C++11 和 boost 中智能指针的关系

• Boost 库是为 C++ 语言标准库提供扩展的一些C++程序库的总称，Boost 社区建立的初衷之一，就是为 C++ 的标准化工作提供可供参考的实现，Boost 社区的发起人 Dawes 本人就是 C++ 标准委员会的成员之一。在 Boost 库的开发中，Boost 社区也在这个方向上取得了丰硕的成果，C++11 及之后的新语法和库有很多都是从 Boost 中来的。

C++98 中产生了第一个智能指针 auto_ptr 。
C++ boost 给出了更使用的 scoped_ptr / scoped_array 和 shared_ptr / shared_array 和 weak_ptr 等。
C++ TR1，引入了 shared_ptr 等，不过注意的是 TR1 并不是标准版。
C++ 11，引入了 unique_ptr 和 shared_ptr 和 weak_ptr 。需要注意的是 unique_ptr 对应 boost 的 scoped_ptr 。并且这些智能指针的实现原理是参考 boost 中的实现的。

8. 内存泄漏

8.1 什么是内存泄漏，内存泄漏的危害

什么是内存泄漏：内存泄漏指因为疏忽或错误，造成程序未能释放已经不再使用的内存，一般是忘记释放或者发生异常，

释放程序未能执行导致的。内存泄漏并不是指内存在物理上的消失，而是应用程序分配某段内存后，因为设计错误，

失去了对该段内存的控制，因而造成了内存的浪费。内存泄漏的危害：普通程序运行一会就结束了出现内存泄漏问题也不大，

进程正常结束，页表的映射关系解除，物理内存也可以释放。长期运行的程序出现内存泄漏，影响很大，如操作系统、后台服务、

长时间运行的客户端等等，不断出现内存泄漏会导致可用内存不断变少，各种功能响应越来越慢，最终卡死。

cpp 复制代码

int main()
{
 	// 申请⼀个1G未释放，这个程序多次运⾏也没啥危害 
 	// 因为程序⻢上就结束，进程结束各种资源也就回收了 
 	char* ptr = new char[1024 * 1024 * 1024];
 	cout << (void*)ptr << endl;
 	return 0;
}

8.2 如何检测内存泄漏

linux 下内存泄漏检测：linux 下几款内存泄漏检测工具
windows 下使用第三⽅工具： windows 下的内存泄露检测工具 VLD 使用 _windows内存泄漏检测⼯具-CSDN博客

8.3 如何避免内存泄漏

工程前期良好的设计规范，养成良好的编码规范，申请的内存空间记着匹配的去释放。

ps：这个理想状态。但是如果碰上异常时，就算注意释放了，还是可能会出问题。需要下⼀条智能指针来管理才有保证。

尽量使用智能指针来管理资源，如果自己场景比较特殊，采用 RAII 思想自己造个轮子管理。
定期使用内存泄漏工具检测，尤其是每次项目快上线前，不过有些工具不够靠谱，或者是收费。
总结⼀下：内存泄漏非常常见，解决方案分为两种：1、事前预防型。如智能指针等。2、事后查错型。如泄漏检测工具。