std::function 析构函数中的段错误答案

【问题标题】：Segfault in std::function destructorstd::function 析构函数中的段错误
【发布时间】：2015-04-17 15:29:15
【问题描述】：

我目前正在维护一个用 C++ 开发的 C++ REST 服务器。它提供了一些功能，例如中间件和路由。

路由存储在路由器类的内部结构中：

//! The http router
//!
//! allow us to parse route on a server using regex to match the good route for a given url
//! and extract the possible url variables
class router {
private:
    //! routes datas
    //!
    //! contains:
    //! * the regex to parse the routes
    //! * an std::vector with the list of variable inside the routes
    //! * 4 std::function, one for each REST methods
    struct rest_routes {
        std::regex regex;
        std::vector<std::string> vars_name;
        std::pair<std::function<http::response(http::request&)>, std::vector<std::string>> get;
        std::pair<std::function<http::response(http::request&)>, std::vector<std::string>> post;
        std::pair<std::function<http::response(http::request&)>, std::vector<std::string>> put;
        std::pair<std::function<http::response(http::request&)>, std::vector<std::string>> del;
    };
};

在执行过程中一切正常：可以配置路由并将其添加到路由器，如果有人在现有路由上请求服务器，则执行回调并且服务器按预期发送响应。

这是一个路由配置示例，我们为 HTTP DELETE 请求创建路由 /admin/cameras/:cam_id：

// delete a camera
router.del("/admin/cameras/:cam_id",
           std::bind(&admin_service::remove_camera, service, std::placeholders::_1));

在这个例子中，admin_service::remove_camera 是一个成员函数，service 是一个 shared_ptr，包含一个指向 admin_serviceobject 的指针。如果有人请求此路由，则调用admin_service::remove_camera。

但是，服务器在执行结束时出现段错误（当我们退出服务器时）。

我已经追踪了段错误的起源，它来自... std::function 的析构函数。更准确地说，它发生在 std::pairs get、post、put 和 del 中包含的 std::function 之一的销毁期间。

我可以这样说是因为，当我输入以下调试代码时：

struct rest_routes {

    ~rest_routes() {
        std::cout << "BEGIN DTOR rest_routes" << std::endl;
        std::cout << "BEGIN get" << std::endl;
        get.first = nullptr;
        std::cout << "END get" << std::endl;
        std::cout << "BEGIN post" << std::endl;
        post.first = nullptr;
        std::cout << "END post" << std::endl;
        std::cout << "BEGIN put" << std::endl;
        put.first = nullptr;
        std::cout << "END put" << std::endl;
        std::cout << "BEGIN del" << std::endl;
        del.first = nullptr;
        std::cout << "END del" << std::endl;
        std::cout << "END DTOR rest_routes" << std::endl;
    }

    std::regex regex;
    std::vector<std::string> vars_name;
    std::pair<std::function<http::response(http::request&)>, std::vector<std::string>> get;
    std::pair<std::function<http::response(http::request&)>, std::vector<std::string>> post;
    std::pair<std::function<http::response(http::request&)>, std::vector<std::string>> put;
    std::pair<std::function<http::response(http::request&)>, std::vector<std::string>> del;
};

我得到以下输出：

BEGIN DTOR rest_routes
BEGIN get
END get
BEGIN post
END post
BEGIN put
END put
BEGIN del
Segmentation Fault

我不知道 std::function 在销毁或赋值期间如何出现段错误...

我首先想到，也许std::function 引用了std::shared_ptr service 而不是按值获取它，并多次删除了它包含的原始指针。但是当我放一些调试输出时，我可以看到shared_ptr 计数器在调用router.del 后递增。

有人知道这个问题吗？

【问题讨论】：

I can't figure how a std::function can segfault during destruction or assignment 更进一步，在析构函数中隔离导致段错误的代码行或步骤。然后以此为起点。
这是我在第二个代码引用中所做的：我只是更改了std::function (del.first = nullptr) 中包含的值。它会在分配期间导致段错误。这个赋值运算符调用可能有一些类似于析构函数的操作（如破坏内部属性）。但是我现在已经知道如何走得更远了，除了打开标准库源代码。
尝试将原始指针指向std::function 而不是shared_ptr。像这样... std::bind( &admin_service::remove_camera, service.get(), std::placeholders::_1)
结果是一样的。我也尝试直接传递一个对象（std::bind(&admin_service::remove_camera, *(service.get()), std::placeholders::_1)），但段错误继续发生在同一位置。显然，当我删除路由配置时，程序会正确退出。
@SimonNinon del 实例仍然有效吗？这是我可以看到指针分配在哪里崩溃的唯一方法，那就是持有指针的底层对象无效。

标签： c++ c++11 segmentation-fault std-function stdbind

【解决方案1】：

看起来像是内存损坏问题。我会尝试：

在valgrind 下运行它。如果可能的话，因为valgrind 模拟 CPU，因此应用程序在单个虚拟线程下运行速度慢了约 50 倍。在valgrind 下可能不会显示由竞争条件引起的错误。
通过重新编译和链接-fsanitize=address 命令行选项来使用 gcc/clang address sanitizer。由于它的 overhead 相对较低，因此它的效果非常好：使用 Address Sanitizer 检测的程序的运行速度通常是未检测的对应程序的两倍，并且通常会多消耗 20% 的内存。

【讨论】：