C++ 静态类和 shared_ptr 内存泄漏答案

【问题标题】：C++ static classes & shared_ptr memory leaksC++ 静态类和 shared_ptr 内存泄漏
【发布时间】：2011-02-26 06:41:53
【问题描述】：

我不明白为什么下面的代码会产生内存泄漏（我正在使用带有静态类实例的boost::shared_ptr）。有人可以帮我吗？

#include <crtdbg.h>
#include <boost/shared_ptr.hpp>
using boost::shared_ptr;

#define _CRTDBG_MAP_ALLOC
#define NEW new(_NORMAL_BLOCK, __FILE__, __LINE__)

static struct myclass {
   static shared_ptr<int> ptr;

   myclass() {
      ptr = shared_ptr<int>(NEW int);
   }
} myclass_instance;

shared_ptr<int> myclass::ptr;

int main() {
   _CrtSetDbgFlag(_CRTDBG_ALLOC_MEM_DF    | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF |
                  _CRTDBG_CHECK_ALWAYS_DF | _CrtSetDbgFlag(_CRTDBG_REPORT_FLAG));
   return 0;
}

【问题讨论】：

为什么在参数or-list里面还有第二次调用_CrtSetDbgFlag()？
这是一种将两个语句合二为一的方法
我不明白。为什么不“或”四个标志，而是调用“或”列表中的函数？
@sharptooth 最后一个flag 不完全是一个标志，用于查询当前标志状态。我接下来要做的意思是（将这三个标志与当前设置结合起来）.
我真的很想了解全局变量中静态字段的动机。有一个太多的“静态”不是吗？

标签： c++ memory-leaks shared-ptr

【解决方案1】：

这是内存泄漏。您正在初始化一个名为 myclass_instance 的 myclass 静态实例。您也在初始化“shared_ptr myclass::ptr”。

根据 Stroustrup[3]，静态变量按照定义的顺序进行初始化。因此，您有 myclass_instance 的静态定义，它在构造时初始化内部 ptr。但是，您随后有了静态 myclass::ptr 的定义，它调用 shared_ptr 的默认构造函数。

这是一个经典的静态排序问题的例子。编译器认为 myclass::ptr 实际上并没有被初始化，所以没有破坏原来的 shared_ptr。相反，它只是被泄露了。

您将需要某种裸指针。如果您使用的是 C++11，则可以使用三元赋值语句执行 Nifty Counter Technique，如果您确定对象已被初始化，则该语句会移动到自身。这很粗糙，但它确实有效。

这是我在 C++11 中的做法：

#include <crtdbg.h>
#include <memory>
using std;

#define _CRTDBG_MAP_ALLOC
#define NEW new(_NORMAL_BLOCK, __FILE__, __LINE__)

// Note that the count could also be a field in an initializer static used in the Nifty Counter
// Technique covered in many texts.
static int count = 0; // This gets implicitly initialized to 0 by the executable load into memory.
static struct myclass {
   static shared_ptr<int> ptr;

   myclass() {
      if (count++ == 0) {
         ptr = make_shared<int>(0); //initialization
      }
   }          
} myclass_instance;

shared_ptr<int> myclass::ptr = count == 0 ? make_shared<int>(0) : move(myclass::ptr);

int main() {
   _CrtSetDbgFlag(_CRTDBG_ALLOC_MEM_DF    | _CRTDBG_LEAK_CHECK_DF |
                  _CRTDBG_CHECK_ALWAYS_DF | _CrtSetDbgFlag(_CRTDBG_REPORT_FLAG));
   return 0;
}

有关详细信息，请参阅以下内容：

Lakos, J, 1996，大型 C++ 软件设计。第 7.8.1.3 节， Addison Wesley，马萨诸塞州雷丁市。
迈耶斯，S，2005，有效 C++，第三版。第 4 项：确保对象已初始化在它们被使用之前。 Addison Wesley，马萨诸塞州雷丁市。
Stroustrup，B，2000，C++ 编程语言特别版。第 10.4.9 节，Addison Wesley，马萨诸塞州雷丁市。

【讨论】：

我认为这是唯一正确的答案，由于 A 和 A::ptr 的顺序不同，anon 的早期答案不是正确的转录。

【解决方案2】：

猜测 CRT 报告的是误报 - 以下代码说明共享指针工作正常，至少在 g++ 中是这样

#include <iostream>
#include "boost/shared_ptr.hpp"
using namespace std;
using namespace boost;

struct R {
    R() {
        cerr << "ctor" << endl;
    }

    ~R() {
        cerr << "dtor" << endl;
    }
};

struct A {
    static shared_ptr<R> ptr;

    A() {
     ptr =  shared_ptr<R>(new R);
    }

};

shared_ptr<R> A::ptr;
static A a;

int main() {
}

打印出来：

ctor
dtor

【讨论】：

【解决方案3】：

很可能在全局对象被销毁并且shared_ptr 有机会释放对象之前检测到泄漏，因此它很可能是 false 泄漏。

【讨论】：