std::vector的reserve、resize与堆内存破坏

今天费了一个下午调试一个诡异的内存崩溃问题(coredump)

基本上可以稳定复现,但会有不同。经分析崩溃栈,发现都是malloc内存时出现了signal 11段错误?

分配内存时崩溃有可能是传入了非法size值,比如说-1或者0什么的,但那种情况下会抛bad alloc异常,或者返回空指针。

起初怀疑是std::string的默认allocator的问题,甚至怀疑是全局变量未初始化导致的问题。。。

但是都不在点子上!

之后确定是堆内存破坏的情况下,祭起“注代码”大法!发现跟Node/v8的HandleScope、Local/Persistent这些没有什么关系。突然眼前一亮,如下的代码模式: 

std::vector> V;
V.reserve(N);
V[i] = std::make_shared(...);

x见鬼,大概知道问题出在什么地方了:reserve仅仅分配STL容器所占的空间,但不会为每个元素执行空初始化。之后的V[i]=赋值操作实际上有一个副作用:会对V[i]的老元素执行一个析构操作。

问题是实际的元素类型是std::shared_ptr!换句话说,会执行std::shared_ptr::~shared_ptr析构操作,进而执行delete T操作!考虑到V[i]的内存由于之前的reserve操作,实际上引用的是一块未初始化的内存,所以这潜在地导致对于一个野指针的delete操作,从而导致堆内存破坏。

修改方法:改reserve为resize,resize会执行默认初始化。或者把后面的V[i]=...改为V.push_back(...)。

我之所以写reserve而不是resize,正是受到之前看《Effective C++》一书的错误印象,那里面说到reserve预分配内存可以避免后续push_back操作潜在的容器resize开销,但问题是,我后面用的是V[i]=...,而不是push_back。

如果元素类型是T*,而不是std::shared_ptr的话,也不会有什么问题。因为T*指针元素类型没有析构操作,属于primitive value类型。

之所以没有早些发现问题所在,原因是代码调试直接在嵌入式实机环境上的,如果是Windows桌面调试环境,这个问题要么要就被MSVC的调试器在debug模式下定位出来了,要么也能够排除其他的原因(比如说我会怀疑会不会是嵌入式ARM机器的不对齐内存访问导致的崩溃,代码里使用了enum class E : uint8_t {})很快定位到了。


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