C++：存储共享对象但不获取所有权的实现方案问询

场景说明 #

某硬件同一时间仅允许一个连接，因此所有使用该硬件的模块必须引用同一个Hardware对象。相关类定义如下：

Hardware 类定义 #

class Hardware {
public:
   void Open(); // 此方法会创建并启动后台连接监视器
   void Close();
   std::string SendPing();
   std::string AskForSomeOtherData();
   bool isConnected();
   bool setConnected(bool connState);
private:
   bool connected_;
   int hndl_;
};

ConnectionMonitor 类定义 #

后台运行的ConnectionMonitor类负责监控连接状态，连接断开时通知UI：

class ConnectionMonitor{
public:
    ConnectionMonitor(Hardware& hw);
    void Run(); // 启动后台线程向设备发送“ping”确认在线状态，更新Hardware.connected_
private:
    Hardware hw_; // 可选存储类型：Hardware* hw_、shared_ptr<Hardware> hw_ 或 Hardware& hw_;
};

疑问点 #

• 更新私有数据是否等同于拥有所有权？
  我认为不是，因为修改私有成员不会影响对象的生命周期，但不确定这个判断是否正确。

• 共享对象的私有成员存储方式选择
  传入shared_ptr是可行方案，但我不想获取对象的所有权；使用引用似乎更贴合需求，但有资料提到“类私有成员使用引用并不妥当”，对此存疑。

• 指针存储的安全性
  若调用方以shared_ptr持有Hardware对象，通过ConnectionMonitor(*hardware)传入后，在ConnectionMonitor内部存储指向该对象的指针是否安全？示例代码如下（核心是存储指针而非创建副本）：

  ConnectionMonitor(Hardware& hw){
     Hardware* ptr = &hw; // 存储指向传入对象的指针
  }
  

  这相当于创建了一个指向shared_ptr所管理对象的裸指针。

核心问题总结 #

1. 当两个线程需要访问并更新同一资源时，是否必须使用shared_ptr？
2. 若某个类不需要获取共享对象的所有权，该如何在私有成员中安全存储这个共享对象？

内容的提问来源于stack exchange，提问作者gfree