如何正確移動/從shared_ptr讀取

Question

我的程序中有一個緩存系統。我有一個單獨的靜態類來維護這個緩存，並且同時在多個線程中使用緩存。我遇到了正確維護緩存系統的問題。這裏是一些示例代碼。

class db_cache 
{ 
    public: 
     typdef std::map<int, int> map_t; 

     static void update_cache(); 
     static boost::shared_ptr< const map_t > get_cache(); 

    private: 
     db_cache(); 
     static void run_update(); 
     static boost::shared_ptr< const map_t > cur_cache_; 
     static boost::shared_ptr< const map_t > old_cache_; 
}; 

void db_cache::update_cache() 
{ 
    cur_cache_ = boost::make_shared<map_t>(); 
    old_cache_ = boost::make_sahred<map_t>(); 

    // 
    //Setup connection to server that sends updates 
    // 

    //Initialize cache 
    run_update(); 
    while(true) 
    { 
     if(recv().compare("update") == 0) 
     { 
       //Update cache if update message recieved 
       run_update(); 
     } 
    } 
} 

void db_cache::run_update() 
{ 
    //Create new cache to swap with current cache 
    auto new_cache = boost:make_shared<map_t>(); 

    // 
    //Put data in new cache 
    // 

    boost::atomic_store(&old_cache_, boost::move(cur_cache_)); 
    boost::atomic_store(&cur_cache_, boost::shared_ptr< const map_t >(boost::move(new_cache))); 
} 

auto db_cache::get_cache() -> boost::shared_ptr< const map_t > 
{ 
    return boost::atomic_load(&cur_cache_); 
} 

我目前在boost::atomic_store(&old_cache_, boost::move(cur_cache_));發生崩潰。崩潰似乎是因爲old_cache_爲空。這似乎在第二次收到更新消息時發生。我假設發生了什麼（不是100％肯定，但我能想到的只有一條路），是：

1. 第一時間收到消息，cur_cache_被複制到old_cache_。
2. cur_cache_被替換爲new_cache，導致舊的cur_cache_（old_cache_當前也指向的）爲空。
3. old_cache_因boost::atomic_store由於爲空而再次被調用時會導致崩潰。

我的問題是，爲什麼boost::atomic_store(&old_cache_, boost::move(cur_cache_));不會導致參考計數器cur_cache_增加。我能做到這一點嗎？

其他說明：

我之所以old_cache_是因爲我相信從緩存中，這是最有可能也是一個問題讀書時，我有一個問題。當我嘗試從get_cache()返回的地圖中讀取元素時，我的程序似乎崩潰了，所以爲了確保它們保持在範圍內，直到所有當前有副本的線程都完成爲止，我保存最後一個版本的緩存。我想如果我有正確的方法來做到這一點，我可以擺脫old_cache_一起，這應該解決上述問題。

編輯：

下面是使用緩存的代碼：

//Vector big, don't want to copy 
const std::vector *selected_vec = &(*db_cache::get_cache()).at(get_string); 
for(std::vector<std::string>::iterator it = selected_vec->begin(), e = selected_vec->end(); it != e; ++it) 
{ 
    //String can be big, don't want to copy 
    const std::string *cur_string = &(*it); 
    if(cur_string == nullptr || cur_string->size() == 0) 
    { 
     continue; 
    } 
    char a = cur_string->at(0); //Crash here 

    //Do Stuff 
} 

我的實際map_t類型是std::map<std::string,std::vector<std::string>>類型不是std::map<int,int>。在調用get_cache()後，我得到我想要的矢量，並在矢量上進行迭代。對於每個字符串，我嘗試獲取第一個字符。當我嘗試獲取字符時，程序崩潰。我唯一能想到的就是selected_vec已被刪除。

Answer 1

您在run_update有一場數據競賽。其設定old_cache_行：

boost::atomic_store(&old_cache_, boost::move(cur_cache_)); 

正在執行非原子修改cur_cache_。回想的atomic_store簽名：

namespace boost { 
template<class T> 
void atomic_store(shared_ptr<T>* p, shared_ptr<T> r); 
} 

順帶表達boost::move(cur_cache_)到第二個參數，你的函數由cur_cache_移動和離開它設置爲nullptr創建實際參數的對象。即使此修改爲原子，此行與設置cur_cache_的較後行之間存在一個窗口，其中客戶將看到從get_cache返回的nullptr。如果你絕對要保持在old_cache_的cur_cache_的價值，你需要使用atomic_exchange同時設置cur_cache_和檢索舊值：

void db_cache::run_update() 
{ 
    auto new_cache = boost:make_shared<map_t>(); 

    // ... 

    auto old = boost::atomic_exchange(&cur_cache_, boost::move(new_cache)); 
    boost::atomic_store(&old_cache_, boost::move(old)); 
} 

，但它會出現，你有沒有用old_cache_一次比賽是固定的，你可以完全消除：

void db_cache::run_update() 
{ 
    auto new_cache = boost:make_shared<map_t>(); 

    // ... 

    boost::atomic_store(
     &cur_cache_, 
     boost::shared_ptr<const map_t>(boost::move(new_cache)) 
    ); 
} 

你原來問題的根源是在這個「客戶」代碼：

const std::vector *selected_vec = &(*db_cache::get_cache()).at(get_string); 

將指針存儲到通過shared_ptr訪問的對象的內部，但不保留對該對象shared_ptr所表示的對象的引用。當您稍後取消引用循環中的指針時，其指示對象可能已被銷燬。你需要保持shared_ptr周圍的副本，以確保當你使用它（和你不妨使用引用代替指針）指涉保持活着：

boost::shared_ptr<const map_t> cache = db_cache::get_cache(); 
//Vector big, don't want to copy 
const std::vector &selected_vec = cache->at(get_string); 
for(std::vector<std::string>::iterator it = selected_vec->begin(), e = selected_vec->end(); it != e; ++it) 
{ 
    //String can be big, don't want to copy 
    const std::string &cur_string = *it; 
    if(cur_string.size() == 0) 
    { 
     continue; 
    } 
    char a = cur_string.at(0); //Don't crash here 

    //Do Stuff 
} 

Answer 2

我想我可以爲我的崩潰問題提供一個答案，但我仍然認爲有更好的方法來設計解決方案。基本上，我的三個步驟列表是有人正確的，boost::atomic_store(&old_cache_, boost::move(cur_cache_));導致cur_cache_有0個引用，並且對象cur_cache_指向也被釋放。下一次通過該函數，old_cache_然後指向釋放的指針，並導致崩潰。我的解決辦法是改變

boost::atomic_store(&old_cache_, boost::move(cur_cache_));

到

boost::atomic_store(&old_cache_, cur_cache_);

其停止cur_cache_的use_count增加至兩個，第一個電話後，第二個電話去後回落到1。

我仍然認爲有一個更好的方式來構建我的代碼，而不必保留old_cache_，並會很樂意接受某人可以解釋的答案。