C++——shared_ptr：make_shared的用处，与shared_ptr直接构造的区别

shared_ptr

shared_ptr继承自__shared_ptr，其中有两个对象，一个是指向资源的指针，一个是控制块，指向一个引用计数对象。控制块中存储了强引用和弱引用的计数，强引用Uses代表shared_ptr对象的引用计数，弱引用Weaks代表weak_ptr对象的引用计数。

大概结构如上图所示，控制块其中也存储了指向资源的指针。
因此在构造一个shared_ptr对象的时候，会有两次堆分配，一次是为资源分配，一次是为控制块分配。因为每一个指向这份资源的指针对象都需要看到同一份引用计数，因此跟资源一样也是堆分配的。多次的堆分配和释放也就代表效率上的损失，而且极易产生内存碎片。

make_shared

C++11同时提供了make_shared函数，这是通过构造一个shared_ptr对象，而这个对象会事先申请一块足够大的内存空间，用于存放管理的资源以及控制块。即分配的堆空间是连续的，因此只有一次堆内存分配。

内存的结构就从左边的构造shared_ptr对象到右边的重构对象资源指针和引用计数。
相比shared_ptr构造，减少一次内存分配，提高效率，并且内存空间连续，减少内存碎片产生。但是，make_shared也存在缺点。

make_shared的缺点

自定义deleter

make_shared在构造智能指针对象的时候不能自定义deleter。在创建对象时同时创建控制块，这个控制块内部包含了引用计数、deleter等与管理资源相关的信息。因为资源和控制块是属于同一块申请的内存，所以使用自定义deleter可能会导致控制块内存被不正确地释放。因此，如果要使用deleter，应该使用shared_ptr直接构造。

构造函数

因为make_shared需要用到类的拷贝构造，因此需要被管理的类的构造函数是public的。

内存延迟归还

因为分配的空间是连续的，在资源指针的Uses变为0之后，控制块伴随资源的资源不会被立即释放，要等Weak也变为0，整块内存才被释放。资源只是被clear，但是但是没有归还操作系统。而如果是默认的控制块，在资源指针的Uses变为0之后，资源会被立即释放，内存立即归还。

通过调试看直接构造和make_shared的区别

void test2()
{std::shared_ptr<string> p1 = std::make_shared<std::string>(10, '9');{std::weak_ptr<std::string> wptr1;wptr1 = p1;std::shared_ptr<string> p2 = std::make_shared<std::string>("Hello");wptr1 = p2;p2 = p1;}std::cout << "end";
}void test1()
{std::shared_ptr<string> p1 = std::shared_ptr<std::string>(new std::string(10, '9'));{std::weak_ptr<std::string> wptr1;wptr1 = p1;std::shared_ptr<string> p2 = std::shared_ptr<std::string>(new std::string("Hello"));wptr1 = p2;p2 = p1;}std::cout << "end";
}int main()
{test1();test2();return 0;
}

直接构造

当wptr指向p1的时候，可以看到p1的Weaks变为了2，weak_ptr观察到的内容与p1一致。并且注意此时control block的value显示为default，表示默认的控制块。

当weak_ptr指向p2，并且将p2指向p1，意思就是p2原来管理的Hello资源要释放掉，然后用p1拷贝构造一个对象，赋值给p2，让p1和p2同时管理10个9。
此时可以看到weak_ptr的资源指针已经显示Error reading，说明资源已经释放，内存已经归还了。

make_shared构造

此时可以看到原来为default的control block已经改为了make_shared。

重复之前的操作，把p2指向p1，再看weak_ptr的成员。可以看到ptr指向的资源并没有被释放，只是内容并清空而已。只有当weak_ptr的生命周期结束，整个内存块才会被释放，归还给操作系统。
这就是make_shared最主要的缺点，在某些内存要求高的场景下可能不太适用。