Как изменить значение у всех владельцев shared_ptr?

class Base
{
public:
    virtual ~Base() = default;
};

class Derived : public Base {};

int main()
{
    std::map<std::string, std::shared_ptr<Base>> cache;
    cache.insert(std::make_pair<std::string, std::shared_ptr<Base>>
        ("key", std::make_shared<Derived>()));
    std::weak_ptr<Base> ptr(cache["key"]);
    assert(cache["key"].get() == ptr.lock().get());
    // invalidation
    cache["key"].reset(new Derived);
    assert(ptr.expired());
    // check on every access
    if (ptr.expired())
        ptr = cache["key"];
    assert(cache["key"].get() == ptr.lock().get());
    return 0;
}

1. Маленькая проблема - перед каждым обращением к объекту нужно проверять expired() (ну, или проверять полученный после lock() shared_ptr на предмет пустоты)
   
2. Большая проблема - многопоточность. Как между вызовами expired() и lock() так и при работе с shared_ptr, возвращенным lock() в любой момент может произойти инвалидация кеша. Простого решения сходу не вижу, выбор способа синхронизации остается за вами