c ++ lambda，无法访问复制捕获的变量

Question

我有这个发送和接收 lambda 函数的简单客户端/服务器套接字代码。问题出在 recvlambda() 函数内部的客户端上，当我在收到它后尝试调用 lambda 时，我得到 seg fault @

printf("Hello World! %i, %i\n", x, y);

调试发现 x 和 y 无法访问，它们的内存地址是错误的。

我在 Ubuntu 13.10 上使用 gcc 4.8.1。

我通过将 x、y 复制到 sendlambda() 函数中的 lambda 来传递。这不应该是段错误。知道为什么吗？

#include <iostream>
#include <time.h>
#include <gmpxx.h>

using namespace std;

typedef int (*func)();

/* Server code in C */

  #include <sys/types.h>
  #include <sys/socket.h>
  #include <netinet/in.h>
  #include <arpa/inet.h>
  #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>
  #include <string.h>
  #include <unistd.h>
#include <functional>

void sendlambda(int ConnectFD)
{
    int x = 2342342;
    int y = 23454234;
    function<int (void)> f = [x, y]() mutable -> int
    {
       printf("Hello World! %i, %i\n", x, y);
    };
    printf("sending lambda of %i bytes\n", sizeof(f));
    write(ConnectFD, (void*)&f, sizeof(f));
}


void recvlambda(int SocketFD)
{
    char buffer[1024];
    read(SocketFD, (void*)buffer, sizeof(buffer));
    function<int (void)> &f = *(function<int (void)>  *)buffer;
    f();
}

int server()
{
    printf("server\n");
    struct sockaddr_in stSockAddr;
    int SocketFD = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

    if(-1 == SocketFD)
    {
        printf("can not create socket\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    memset(&stSockAddr, 0, sizeof(stSockAddr));

    stSockAddr.sin_family = AF_INET;
    stSockAddr.sin_port = htons(1100);
    stSockAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

    if(-1 == bind(SocketFD,(struct sockaddr *)&stSockAddr, sizeof(stSockAddr)))
    {
        printf("error bind failed\n");
        close(SocketFD);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if(-1 == listen(SocketFD, 10))
    {
        printf("error listen failed\n");
        close(SocketFD);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    for(;;)
    {
        int ConnectFD = accept(SocketFD, NULL, NULL);

        if(0 > ConnectFD)
        {
            printf("error accept failed\n");
            close(SocketFD);
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        /* perform read write operations ...*/
        sendlambda(ConnectFD);

        if (-1 == shutdown(ConnectFD, SHUT_RDWR))
        {
            printf("can not shutdown socket\n");
            close(ConnectFD);
            close(SocketFD);
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        close(ConnectFD);
    }

    close(SocketFD);
    return EXIT_SUCCESS;
}


int client()
{
    printf("client\n");
    struct sockaddr_in stSockAddr;
    int Res;
    int SocketFD = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

    if (-1 == SocketFD)
    {
        printf("cannot create socket\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    memset(&stSockAddr, 0, sizeof(stSockAddr));

    stSockAddr.sin_family = AF_INET;
    stSockAddr.sin_port = htons(1100);
    Res = inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &stSockAddr.sin_addr);

    if (0 > Res)
    {
        printf("error: first parameter is not a valid address family\n");
        close(SocketFD);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    else if (0 == Res)
    {
        printf("char string (second parameter does not contain valid ipaddress\n)");
        close(SocketFD);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (-1 == connect(SocketFD, (struct sockaddr *)&stSockAddr, sizeof(stSockAddr)))
    {
        printf("connect failed\n");
        close(SocketFD);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /* perform read write operations ... */
    recvlambda(SocketFD);

    (void) shutdown(SocketFD, SHUT_RDWR);

    close(SocketFD);
    return EXIT_SUCCESS;
}

int main(int argc, char** argv)
{
    if(argc>1 && strcmp(argv[1], "server")==0)
        server();
    else
        client();
    return 0;
}

Answer 1

一般来说，您不能指望按位复制std::function 等复杂类型会正常工作。

以下是可能发生的情况：在服务器进程中创建的 std::function 对象持有一个函数指针，指向您用来初始化它的 lambda，它驻留在服务器进程的内存中。当客户端进程接收到它时，它会尝试调用这个函数指针，该指针指向不同进程的地址空间（服务器进程的地址空间）。这个段错误并不奇怪。

但无论如何你都处于未定义的行为领域，因为你分配了一个字符数组，然后试图访问它，就好像它是一个 std::function 对象一样。

Answer 2

我又尝试了一些东西，并得出结论，我正在尝试做的事情类似于序列化 lambda。 Serialize C++ functor

这是不可能的。

当客户端代码在某个地方（在它自己的进程空间中）使用或定义函子，然后接收到一些被类型转换为同一函子的字节流时，代码就可以工作了。它以某种方式在客户端调用该函数。

但是，如果客户端进程没有仿函数块，并且您尝试将字节流类型转换为仿函数，则它不起作用，您无法调用该仿函数。

如果它是一个闭包，那就更糟了，服务器上复制捕获的变量无法映射到客户端。服务器进程的数据段中的变量，它们在服务器的函子中被引用。当这个函子被发送到客户端时，客户端会尝试访问给定数据段内存地址的那些变量。但是这些地址是用于服务器进程的。所以我遇到了读取访问冲突。

我好像在尝试使用 lambda 进行代码注入，但这是不可能的。

Answer 3

lambda 只是另一个本地分配在sendlambda 的麻袋上。 &f 函数与获取该函数中声明的任何其他本地的地址没有什么不同。在这种情况下，尽管f 不是一种可以简单地按值复制并在另一个帧中重新水合的类型（它不是 POD 类型）。这就是您在recvlambda 中遇到错误的原因