使用CxxTest损坏的单例数据

Question

这是一个奇怪的问题，我不知道该怎么理解它。

我有一些类似以下的东西：

struct Parms
{
    const std::string value1;
    const std::string value2;

    std::string parm1;
    std::string parm2;

    Parms() : parm1(value1), parm2(value1) {}

    static const Parms& getDefaults()
    {
        static Parms defaults;
        return defaults;
    }
};

我通常是这样使用的：

Parms myParms = Parms::getDefaults();
myParms.parm1 = "crap";
functionThatNeedsParms(myParms);

非常简单。这从来没有给我带来任何麻烦，直到我开始尝试使用CxxTest编写使用这些代码的单元测试。我在不同的文件中有两个测试套件类，当我单独运行它们时，一切都很好。

当我把它们放在一起运行时，我看到了两个不好的东西。首先，整个核心转储试图双倍释放静态缺省变量。其次，如果我在defaults终止前一段时间查看它的内容，但在我开始使用它之后，其中的静态const std：：字符串被损坏(一些字母随机更改，尽管每次运行时都是相同的)。

怎么一回事？

Answer 1

双重释放和核心转储

我想我可以解释你遇到的“双重释放和核心转储”问题。我最近遇到了同样的事情，听起来你也在做和我一样的事情。

从你的描述中，你说当你“单独运行它们”时，它们工作得很好，但如果你“一起运行它们”，你就会得到双重空闲/核心转储问题。

我发现，如果同一个全局变量被声明两次，就会发生这种情况。

在我的例子中，我有一个类foo，在一个文件中有一个全局class foo gFoo;，在另一个文件中有一个全局class foo gFoo;。(是的，这听起来很愚蠢，实际上我链接的是一个文件X.cxx以及一个也包含X.cxx的共享库--结果基本上是一样的。)

现在，我已经预料到编译器会抱怨这一点，但显然有标志来启用或禁用此检查，并且代码编译良好。但是当程序终止并调用它的所有析构函数时，它调用了gFoo的析构函数两次，并给了我一个双重释放消息和一个核心转储。

既然你说它独立工作很好，但组合起来就失败了，我打赌你在两个单独的文件中定义了全局，当它们自己编译时，它工作得很好，但当你把它们组合在一起进行一个测试时，你可能会让全局声明发生两次。

看看这个。

Answer 2

C和C++中的静态变量不是线程安全的。这意味着如果两个线程试图访问你的单例对象，就会发生竞争情况(坏事)。解决问题的一种方法是使用线程本地存储。这是由pthread库支持的，而且一些编译器直接支持线程本地存储。

如果您的单例必须对所有线程都是全局的，那么另一种方法是提供锁，以确保一次只有一个线程可以访问您的数据。

然而，这个问题只出现在单元测试中。我建议不要运行多线程单元测试，除非您打算在多线程中使用单例。

Answer 3

这高度依赖于您正在使用的编译器和平台，并且在没有实际看到测试的情况下，我只能猜测发生了什么。

我在你的代码中发现了一些误解：

1)您缺少复制运算符和复制构造函数您正在复制包含std::string的实例，该实例可能使用引用计数来实现。引用计数是在std::string的重载复制构造函数/操作符中实现的，但它们可能不会从您的类的隐式生成的复制构造函数中调用，从而导致双重释放的内存和其他令人讨厌的事情。复制运算符/构造函数应如下所示：

// Copy constructor
Parms(const Parms& oth)  { parm1 = oth.parm1; parm2 = oth.parm2; }

// Copy operator
Parms& operator= (const Parms& oth)  { 
  if (&oth == this)  // Check for self-assignment
    return *this;
  parm1 = oth.parm1;
  parm2 = oth.parm2;
  return *this;
}

2)我不太理解value1和value2的存在。似乎你从来没有初始化过它们，你只是在默认的构造函数中使用它们来将它们(空的)内容复制到parm1和parm2中。您可以完全避免这种情况，因为parm1和parm2在调用时会自动初始化为空字符串。

3)这里不需要使用单例模式。getDefaults()方法可以按如下方式实现：

static Parms getParms() { return Parms(); }

单例模式适用于在整个程序运行过程中只有一个实例的类，而您的类似乎不是这种情况。

这样，您就可以安全地从多个线程使用getParms()函数，并且智能编译器将优化出隐含的额外副本。