抛出异常会导致分段错误

Question

Collection CollectionFactory::createFromMap(const std::string& name,
        const DataMap& dm) const
{
    if (!Collection::isNameValid(name))
    {
        const std::string error = "invalid collection name";
        throw std::invalid_argument(error);
    }
    Collection c(name, dm);
    dm.initDataCollection(&c, true);
    return c;
}

每当执行 throw 语句时，我都会遇到分段错误。这是 Valgrind 输出的原因。我不知道发生了什么。

==21124== Invalid read of size 1
==21124==    at 0x41D2190: parse_lsda_header(_Unwind_Context*, unsigned char const*, lsda_header_info*) (eh_personality.cc:62)
==21124==    by 0x41D24A9: __gxx_personality_v0 (eh_personality.cc:228)
==21124==    by 0x4200220: _Unwind_RaiseException (unwind.inc:109)
==21124==    by 0x41D2C9C: __cxa_throw (eh_throw.cc:75)
==21124==    by 0x4079BFB: corestore::CollectionFactory::createFromMap(std::string const&, corestore::DataMap const&) const (CollectionFactory.C:43)
==21124==    by 0x8188F86: CollectionFactoryTest::testCreateNewFromMap_InvalidName() (CollectionFactoryTest.C:91)
==21124==    by 0x81895D3: CppUnit::TestCaller<CollectionFactoryTest>::runTest() (TestCaller.h:166)
==21124==    by 0x40D1BB5: CppUnit::TestCaseMethodFunctor::operator()() const (TestCase.cpp:34)
==21124==    by 0x40C18E3: CppUnit::DefaultProtector::protect(CppUnit::Functor const&, CppUnit::ProtectorContext const&) (DefaultProtector.cpp:15)
==21124==    by 0x40CD0FC: CppUnit::ProtectorChain::ProtectFunctor::operator()() const (ProtectorChain.cpp:20)
==21124==    by 0x40CCA65: CppUnit::ProtectorChain::protect(CppUnit::Functor const&, CppUnit::ProtectorContext const&) (ProtectorChain.cpp:77)
==21124==    by 0x40DC6C4: CppUnit::TestResult::protect(CppUnit::Functor const&, CppUnit::Test*, std::string const&) (TestResult.cpp:178)
==21124==  Address 0xc82f is not stack'd, malloc'd or (recently) free'd

我已经对单元测试进行了多次迭代，但这是一个与所有其他迭代相同的错误：

void CollectionFactoryTest::testCreateNewFromMap_InvalidName()
{
    const char* MAP_FILE =
            "smallMapWithThreeSets.xml";
    const char* NAME1 = "name/invalidname";
    const char* NAME2 = "name/invalidname";

    DataMapReader dmr;
    DataMap dm = dmr.getDataMapFromFile(MAP_FILE);

    CollectionFactory cf;
    try
    {
        cf.createFromMap(NAME1, dm);
    }
    catch (std::exception const& e)
    {
        std::cerr << e.what() << std::endl;
    }

    /*CPPUNIT_ASSERT_THROW(cf.createFromMap(NAME1, dm), std::invalid_argument);
    CPPUNIT_ASSERT_THROW(cf.createFromMap(NAME2, dm), std::invalid_argument);*/
}

每个请求，isNameValid 的内容：

bool Collection::isNameValid(const std::string& name)
{
    /* can't be blank */
    if(name.length() == 0)
    {
        return false;
    }
    /* Can't contain '/' */
    if(name.find('/') != std::string::npos)
    {
        return false;
    }
    return true;
}

Answer 1

这是第一个 Valgrind 错误还是以前的错误？

我的猜测是以前的一些，其中一个正在破坏内存并导致 throw 中断。

Answer 2

Dave，您的执行路径中缺少代码，这会阻止您确定问题：

• DataMapReader 构造函数；
• DataMapReader::getDataMapFromFile() 的实现；
• DataMap 构造函数；
• CollectionFactory 构造函数；

我建议在分段错误仍然可重现的情况下尝试尽可能多地剥离测试用例。

我对这个问题有以下猜测：

• DataMapReader::getDataMapFromFile() 接受对 std::string 的引用，然后将其存储在静态内存或 DataMapReader 实例或 DataMap 实例中。这会导致未定义的行为，因为被引用的 std::string 对象会在退出 DataMapReader::getDataMapFromFile() 后立即销毁，所以所有剩余的引用都会自动失效。
• DataMapReader::getDataMapFromFile() 返回对存储在堆栈上的 DataMap 实例的引用。一旦 DataMapReader::getDataMapFromFile() 返回并且在调用 dm 的复制构造函数之前，此类实例将被销毁，这会导致未定义的行为。这种情况不太可能发生，因为编译器通常会警告返回指向存储在堆栈中的对象的指针或引用。
• 如果 DataMapReader::getMapFromFile() 按值返回 DataMap 并且 DataMap 没有明确定义的复制构造函数和/或复制赋值运算符，或者它对那些构造函数和/或运算符的实现不正确，从而不正确地处理指针的复制和/或对 DataMap 拥有的成员的引用（或按值存储的其他成员递归地存在相同的问题）。在这种情况下，在从 DataMapReader::getMapFromFile() 返回之前，可以在为存储在堆栈上的实例调用的 DataMap 析构函数中销毁引用的成员，这会导致未定义的行为。

虽然这与问题中提到的分段错误无关，但相同的潜在问题可能适用于下面在 CollectionFactory::createFromMap() 中引发异常的代码：

• 如果输入参数（std::string 和 DataMap）的生命周期小于 Collection 实例的生命周期，则集合构造函数不应存储对它们的引用。
• DataMap.initDataCollection() 不应存储指向 Collection 实例的指针，因为在堆栈上创建的 Collection 实例的生命周期小于 DataMap 实例的生命周期。集合实例将在从 CollectionFactory::createFromMap() 返回之前被销毁。
• 集合应该正确实现了复制构造函数和/或复制赋值运算符，否则它会遇到上述问题。

Answer 3

你是如何链接代码的？例如，如果您正在创建共享库，则可能需要为与位置无关的代码指定编译标志，例如 -fPIC (gcc/g++)。