C++11 的线程安全和临时对象的引用传递

Posted 2023-02-22

【中文标题】C++11 的线程安全和临时对象的引用传递

【英文标题】：Thread-safety with C++11 and passing by reference with temporary object

【发布时间】：2020-04-24 01:21:21

【问题描述】：

在阅读Similar Question 中的答案后，我仍然想知道为什么这段代码 sn-p 不会出现段错误。临时对象“数据”应在离开范围后释放。但显然，“数据”并未公布。 有人可以帮助我吗？ 谢谢

#include <iostream>
#include <string>
#include <thread>
using namespace std;

void thfunc(string &data)

    for (;;)
    
        cout << data << endl;
    


int main()

    
        string data = "123";
        std::thread th1(thfunc, std::ref(data));
        th1.detach();
    

    for (;;)
    
        cout << "main loop" << endl;
    

    return 0;

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【问题讨论】：

把你的字符串变成 17 个字符，看看会发生什么。

@JohnFilleau sso？当它开始时很有趣。:)

【参考方案1】：

临时对象按标准释放，导致未定义的行为。一个实现可以做任何事情，包括将对象的字节保存在堆栈内存中直到它们被覆盖，这允许您的代码（不正确地）工作。

当我反汇编编译器 (clang++ 9.0.1) 生成的二进制文件时，我注意到当包含 data 的块结束时堆栈指针没有“回归”，从而防止它在 cout << "main loop" << endl; 导致函数调用。

此外，由于short string optimization，实际的ASCII“123”存储在std::string对象本身中，而不是在堆分配的缓冲区中。

draft standard 表示以下内容：

6.6.4.3 自动存储时长

未显式声明为 static、thread_local 或 extern 的块范围变量具有自动存储持续时间。这些实体的存储将持续直到创建它们的块退出。

在实验中，如果我使字符串足够长以禁用短字符串优化，程序仍然静默工作，因为缓冲区中的字节碰巧在我的实验中保持完整。如果我启用 ASAN，我会收到正确的 heap use-after-free 警告，因为字节在字符串的生命周期结束时被释放，但通过非法使用指向现已销毁的字符串的指针进行访问。

【讨论】：

@TedLyngmo 从语言律师的角度来看，我正在阅读规范以 100% 确定，但对于这个例子（data 的范围用大括号缩小）应该是不行。

@TedLyngmo 据我所知，延长寿命在这里没有用。它only applies 当我们处理分配对临时的引用（例如返回值）时。在这里，我们在某个时间点有一个非临时性的超出范围。

@TedLyngmo 没问题！

我认为您在更新的答案中涵盖了我所有的问题。太好了！