C++中shared_ptr的线程安全性实现是否为零开销？

• 首先要纠正一个误解：shared_ptr控制块的线程安全不是通过互斥锁实现的，而是依赖CPU硬件支持的原子操作。原子操作的开销远低于互斥锁，甚至在单线程场景下，大部分原子操作的开销和普通内存读写几乎没有区别，完美契合C++“不为未使用特性付费”的核心理念。

• C++标准规定，shared_ptr的引用计数增减必须是原子操作，这是为了保证多线程环境下复制、销毁shared_ptr时的线程安全。但原子操作的设计本身就兼顾了单线程效率：比如在x86架构下，原子递增/递减只需要一条带lock前缀的指令，单线程执行时几乎没有额外开销，完全不需要上下文切换这类互斥锁的高成本操作。

• 所谓“不为未使用的特性付费”，并不是要求完全零开销，而是让不必要的特性开销尽可能小到可以忽略。shared_ptr的原子引用计数设计就满足这一点——单线程场景下的额外开销微乎其微，却换来了多线程场景下的原生安全，不需要用户自己去实现线程安全的智能指针版本，也不用在单线程和多线程场景下维护两套不同的实现。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者k huang