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std::queue 中遇到释放内存错误的问题
来源:博客园 发布时间2023-07-28 12:42:22    

项目上有个需求要用到 std::queue 顺序处理消息事件

简单的示例如下:

struct MyEvent {  MyEvent() { event_ = CreateEvent(nullptr, 0, 0, 0); }  ~MyEvent() { std::cout << "MyEvent deconstruct" << std::endl; }  void Run() {    if (event_ != nullptr) {      SetEvent(event_);    }  } private:  HANDLE event_;};int main() {  std::queue my_event_queue;  HANDLE event = CreateEvent(nullptr, 0, 0, 0);  for (int i = 0; i < 3; i++) {    auto task = new MyEvent();    my_event_queue.push(*task);  }  while (!my_event_queue.empty()) {    auto my_event = &my_event_queue.front();    my_event_queue.pop();    delete my_event;  }  return 0;}

测试案例上,我在队列 my_event_queue 上一共 push 了三次对象,随后使用 while 和 front 循环拿到队列中对象的地址并 pop


(资料图)

问题就是出在 delete my_event 上,理论上 std::queue 并不负责对象的析构,就是说你 new 的对象需要自己去 delete,所以我每 pop 一个对象出来后都 delete 一下

然后在 while 循环到第二次时就出现了 abort,一看内存,发现第二次 delete 时的内存是未分配的,故触发了 abort

从截图可以看出,句柄的大小是 4 个字节,也就是说在内存中分配是三个红框标出的地方,按照设想,每一次 delete 都应该抹除 4 个字节的内存区域,也就是第一次抹除第一个红框,第二次抹除第二个红框..

但实际上第一次 delete 就抹除了 20 个字节的内存长度,也就导致了第二次 delete 是访问到了未分配的内存

后续研究发现是因为 push 的时候传的是值而不是指针,导致 std::queue 调用了拷贝构造函数(没有显式定义拷贝构造函数就会调用默认的),所以队列中其实是保存的副本

每一次 pop 时都会主动析构掉副本,本体是不受影响的(需要我们手动 delete),故我们只是拿到了副本的指针并在 pop 后又 delete 了,此时的地址已经是悬空指针了,行为是不确定的

需要注意的是,20 个字节是队列的默认大小

怎么解决呢?

我们可以提前声明一个数组,里面放置 new 后的地址,在最后使用完毕后,依次 delete

MyEvent* task[3];for (int i = 0; i < 3; i++) {  task[i] = new MyEvent();  my_event_queue.push(*task[i]);  auto task = new MyEvent();  my_event_queue.push(*task);}...// 此处只是方便测试delete task[0];delete task[1];delete task[2];

当然更好的办法是使用智能指针来保证自动释放内存 std::queue> my_event_queue;

示例:

#include #include #include #include #include struct MyEvent {  MyEvent() { event_ = CreateEvent(nullptr, 0, 0, 0); }  // 添加移动构造函数  MyEvent(MyEvent&& other) : event_(other.event_) { other.event_ = nullptr; }  ~MyEvent() {    if (event_ != nullptr) {      CloseHandle(event_);  // 显式关闭句柄    }    std::cout << "MyEvent deconstruct" << std::endl;  }  void Run() {    if (event_ != nullptr) {      SetEvent(event_);    }  } private:  HANDLE event_;};int main() {  std::queue> my_event_queue;  for (int i = 0; i < 3; i++) {    auto task = std::make_unique();    my_event_queue.push(std::move(task));  // 使用 std::move 将对象放入队列  }  while (!my_event_queue.empty()) {    auto& my_event = my_event_queue.front();    my_event->Run();    my_event_queue.pop();  }  return 0;}

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