控制块在SharedPtr中的作用（C++）

一句话先给结论：

控制块（Control Block）是 shared_ptr 的“户口本”——它记录引用计数、托管对象指针、自定义删除器、自定义分配器以及 weak_ptr 的额外信息；所有指向同一对象的 shared_ptr / weak_ptr 共用同一份控制块，从而保证“最后一个离开的人关灯”。

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1️⃣ 控制块里到底放了什么？

字段 作用
T* ptr 真正托管的裸指针
size_t shared_count 当前存活 shared_ptr 个数
size_t weak_count 当前存活 weak_ptr 个数
Deleter deleter 用户自定义删除器（默认为 delete）
Allocator allocator 用户自定义分配器
可选额外信息 type-erased 的 deleter / allocator、控制块自身内存布局等

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2️⃣ 生命周期规则（口诀版）

1. shared_count == 0 → 销毁托管对象（调用 deleter）
2. shared_count + weak_count == 0 → 销毁控制块（释放内存）

因此：

• 只要还有 任意 shared_ptr，托管对象 不会 被销毁。
• 只要还有 任意 weak_ptr，控制块 不会 被销毁（weak_ptr 要查过期状态）。

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3️⃣ 一张时序图

make_shared<T>() ─┐├─► [Control Block: ptr=T*, shared=1, weak=0]
shared_ptr<T> p ──┘shared_ptr<T> q = p;          // shared=2
weak_ptr<T>  w = p;           // weak=1
p.reset();                    // shared=1
q.reset();                    // shared=0 → 调用 deleter 销毁 T
w.expired();                  // 返回 false，weak=1 仍保活控制块
w.reset();                    // weak=0 → 销毁控制块

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4️⃣ 与 make_shared / shared_ptr<T>(new T) 的细微差别

构造方式 控制块与对象内存布局
std::shared_ptr<T>(new T) 两次分配：先 new T，再 new ControlBlock → 可能 cache miss
std::make_shared<T>(...) 一次分配：一块连续内存里先放 T，再放 ControlBlock → 更快、省一次 new

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5️⃣ 手写玩具代码回顾

template <typename T>
struct ControlBlock {T*       ptr;size_t   shared = 0;size_t   weak   = 0;/* optional deleter/allocator */
};

所有 SharedPtr<T> / WeakPtr<T> 拷贝时只改同一个 ControlBlock* 里的计数，对象与内存的“生死大权”全由控制块说了算。

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✅ 一句话记住

控制块 = shared_ptr 的“中控室”；对象何时死、内存何时还，全看这间屋子里两个计数器。