成员函数中的本地静态 std::map<std::string, std::weak_ptr> 访问冲突 (C++11/STL)

Question

我的问题有点复杂，但我尽量简单地描述它。 我想在我的一个类中使用本地静态成员（std::map<std::string, std::weak_ptr> 类型）实现一个静态方法。每次调用此方法时，它都应该查找映射中是否存在以传递的参数为键的对象。该方法返回的值是std::shared_ptr（从映射中的std::weak_ptr 构造，如果std::weak_ptr 可以锁定 - 否则构造一个新的std::shared_ptr 并作为std::weak_ptr 添加到@ 987654328@)。但我在拨打std::map.find() 的线路上“有时”收到访问冲突。

“有时”的意思是：如果一个std::weak_ptr 被添加到地图中，然后因为它无法被锁定而被删除 - 并构造一个新的std::shared_ptr，作为std::weak_ptr 添加到std::map。 下次我的静态方法尝试在 std::map 中查找时，可能（偶尔）会出现访问冲突来自：

File: Microsoft Visual Studio 11.0\VC\include\xtree
Line: 2092
Method: _Nodeptr _Lbound(const key_type& _Keyval)
Access Violation at reading: '_Nodeptr _Pnode = _Root();'

我找不到任何方法来更好地调试问题 - 非常感谢这里的任何帮助。

最后但并非最不重要的一点是，我重写了一些代码，以获得一个简短的、不言自明的示例。但到目前为止，我无法在此处重现访问冲突。

#include <map>
#include <memory>
#include <string>
#include <iostream>

class MyClass{
public:
  MyClass(int a){
    this->a = a;
  }
  virtual ~MyClass(){ }
private:
int a;
};

class MyStaticClass{
public:
  static std::shared_ptr<MyClass> myMethod(const char* string){
    static std::map<std::string, std::weak_ptr<MyClass>> map;
    std::shared_ptr<MyClass> retVal = nullptr;
    std::map<std::string, std::weak_ptr<MyClass>>::iterator iter = map.find(std::string(string));

    if(iter != map.end()){
      retVal = iter->second.lock();
      if(!retVal){
        /* ptr is gone already, so remove it from map */
        iter = map.erase(iter);
      }
    }
    if(!retVal){
      /* not found in map OR erased - need to be created again */
      retVal = std::make_shared<MyClass>(atoi(string));
      std::weak_ptr<MyClass> weakRetVal = retVal;
      map.insert(std::make_pair(std::string(string), weakRetVal));
    }
    return std::move(retVal);
  }
};

int main(int argc, char* argv[]){
  {
    std::shared_ptr<MyClass> myIntPointer = MyStaticClass::myMethod("1");
  }
  {
    std::shared_ptr<MyClass> myIntPointer = MyStaticClass::myMethod("1");
  }
  {
    std::shared_ptr<MyClass> myIntPointer = MyStaticClass::myMethod("1");
  }
  return 0;
}

编译器/平台：VS 2012/Windows 8

编辑：到目前为止，我发现，当这个错误发生时，'map' 的大小总是再次为 0（至少根据调试器）。因此，即我以未初始化的地图启动程序（当然大小为0）。然后使用 myMethod() 添加条目 - 映射的大小为 4。现在 std::weak_ptr 到期，我再次调用 myMethod()。调试器现在显示 map.size() 将再次为 0（地图条目永远不会被删除，所以这应该是不可能的）。

Edit2: 当大小应该是 0x00000004 时，调试器也会显示 0xff000004 作为大小（当然大多数“条目”都无法显示）。本地静态存储会不会有 32bit/64bit 的问题？

Answer 1

我找到了解决我的问题的方法，就像 cmets 在另一段代码的堆栈/堆损坏中所建议的那样。以防万一有类似问题的人有一天会发现这个问题，我将简要描述到底出了什么问题以及我找出原因的步骤。

1.) 因为我在使用普通全局函数和全局静态 std::map 时没有遇到这个问题，这表明在类似的存储范围（局部函数静态）中存在问题。使用全局静态 std::map 时我没有发生访问冲突的原因很简单，就是我的堆栈/堆损坏发生在不同类中的不同本地函数静态对象上。因此，对同一存储范围内的对象的副作用比对不同存储范围的副作用（即本地函数静态 VS 全局静态）更有可能。

2.) 我刚刚多次执行我的代码，以在发生访问冲突时识别出一种模式，以及我的步骤是如何重现该行为。然后我注意到，如果我按下键盘上的某个键，我的访问违规就会越来越频繁地发生。这对我来说似乎已经是一个非常奇怪的副作用，让我特别检查我的输入类。

3.) 在那里我发现了一段致命的代码： 我对我的一个输入类使用了单例方法（这意味着：该类有一个静态 getInstance() 方法，该方法返回该类本身的本地函数静态对象）。提醒一下：我的访问冲突也发生在本地函数静态对象上。非常可疑......通过这个类进行更深入的研究，我找到了一个将实际键值存储在数组中的成员。数组大小是使用一些晦涩的宏声明的，这些宏简化为：

unsigned char keyValues[sizeof(unsigned short)];

当然，sizeof() 运算符不会返回类型的最大值 - 而是以字节为单位的大小（即 x86 和 x64 上的 2 - 或者在某些情况下因为对齐而返回 4）。因此，如果我将 sizeof(unsigned short) 替换为 65536（或 USHRT_MAX 来自 <climits>），我的代码将在没有任何访问冲突的情况下运行 clenaly... :( 愚蠢的错误会带来致命的后果...