【c++ debug】记一次protobuf结构相关的coredump问题

1. 问题现象

• 其中curr_lanes是一个目标上一帧的当前车道current_lanes_
• curr_lane是lane_id对应的LaneInfo信息
• 现象：在lane_info->lane().successor_id_size()或lane_info->lane().successor_id().size()为1的情况下，通过for循环去访问lane_info->lane().successor_id()的时候出现了coredump

2. 问题描述

• （1） 问题必现，问题现象自相矛盾。size为1但是却无法访问，按理来说如果可迭代对象使用for循环访问，为空的情况是不会出问题的，for循环就跳过了

• （2） 类Lane_info的结构，其中Lane是protobuf结构，如下

  class LaneInfo {
  	const Lane &lane_;		// 所包含的lane的信息, 居然定义的是引用
      {
          id_;
  		   length_;
  		   type_;
  		   turn_;
  		   successor_ids_;
  		   predecessor_ids_;
  		   …
  	};
  	points;
  	unit_directions_;
  	segments_;
  	total_length_;
  	road_id;
  	…
  };
  

3. 问题分析

• （1）怀疑Lane的proto实例创建时add_successor_id没有添加成功
  • 检查发现添加方式没有问题，从地图收到的successor_id也不为空，正常填写的
• （2）怀疑LaneInfo实例没有创建成功
  • 添加打印发现，LaneInfo创建过程未出现失败
• （3）怀疑是智能指针引用问题
  • std::shared_ptr指针指向内容被异常释放，检查下来也没发现
• （4）怀疑是引用的原变量已经不在了，仍然尝试去访问
  • 检查发现就是这个原因。LaneInfo类中的&lane_引用很关键

4. 问题根因

• 满足地图更新条件时，上一次的map_结果会被清理（智能指针管理）；但是目标上一帧的current_lanes（类型是LaneInfo）仍去索引lane_信息
• 问题发生过程：
  • （1） 第一次地图更新时，创建了static_map_->hdmap_->{map_, lanes_}的关联关系。其中lanes_结构：
  • （2）目标第一帧的current_lanes根据static_map_记录了当时的信息，且由于是proto结构，LaneInfo中copy了&lane_的信息，对应的proto字段bit均已赋值，比如has_successor_id字段、succcessor_id_size字段等；本次访问没问题
  • （3）第二次更新地图时，static_map_关联到了新的hdmap_，即static_map_->new_hdmap_->{map_, lanes_}的关联关系，此时lanes信息已完全变更
  • （4）目标第二帧再去访问第一帧的current_lanes_发现lane proto的successor_id_size有效但是去访问successor_id的时候却找不到原变量，因此失败。即被引用对象已被删除

5. 问题修复

• （1）static_map_全程只关联一个hdmap_，每次地图更新也只更新该hdmap_。这里的static_map_是一个伪静态类
• （2）static_map_->hdmap->{map_, lanes_}中的lanes_不做清理，避免重复构建相同lane的LaneInfo，也避免在查询目标前后继车道的过程中出现异常，如目标已记录的successor_id在已更新的地图lanes_中却找不到

6. 补充：类成员变量定义为引用类型

• （1）C++初始化包括声明时即定义，或者在初始化列表中进行初始化。构造函数分为初始化列表和函数体
• （2）C++类成员变量定义为引用类型，不能用默认函数初始化，必须定义构造函数来初始化引用成员变量，否则会报引用未初始化错误
• （3）构造函数的形参也必须是引用类型，如LaneInfo(const Lane& lane) : lane_(lane) {}
  防止引用绑定内存错误，在构造函数结束后所指向内存生命周期已结束，会有问题
• （4）不能在构造函数里初始化，必须在初始化列表中进行初始化
• （5）初始化后的引用变量所占用的内存空间和普通变量相同，可通过类的大小进行测试

 

---

【参考文章】
[1]. c++之类内定义引用成员
[2]. 引用变量所占用的内存空间
[3]. C++类成员变量定义为引用

created by shuaixio, 2024.02.18