对象池/内存分配器的依赖问题

最新推荐文章于 2025-07-31 23:19:41 发布

原创最新推荐文章于 2025-07-31 23:19:41 发布 · 261 阅读

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在昨天写C++ Json解析库时遇到了很难找的Bug，利用对象池管理不同类型的对象，这些对象不是相互独立的而是互相依赖的。这就导致了在最后对象池执行析构时释放所有的对象出现了问题，具体如下。

Node类，是一个泛化的值，底层利用union/variant以实现可以容纳Json要求的所有类型的值，Number，Null，True，False，String，Array，Object等等。其中String，Array和Object时特殊的，其中含有指针用来指向分配好的对象，这就涉及到了析构。
String类，其中有char类型的指针指向用来保存字符串的内存，这些内存由一全局分配器分配（命名为：GlobalMemoryAllocator）。
Array类，其中存有Node的指针的数组，Node的空间由对象池（NodePool）分配并管理。
Object类，其中存的是ObjectMember的指针的数组，ObjectMember的空间由对象池（ObjectMemberPool）分配并管理。
ObjectMember类，其中有String作为对象属性的名字，有Node保存具体的属性的值，前面已经说过，String中有需要GlobalMemoryAllocator分配内存的部分，而Node中又有NodePool和ObjectMemberPool分配并管理内存的部分，这就造成了一定程度上的依赖。

创建对象需要GlobalMemoryAllocator、NodePool和ObjectMemberPool分配内存，只需在main函数最前面创建好各自的单例就好了。

考虑下图场景
我们没有手动利用对象池的API析构对象，当最后退出程序时，对象池的析构函数析构其中没有析构的对象，并最终释放所有内存。
蓝色为NodePool管理，绿色为ObjectMemberPool管理，橙色为GlobalMemoryAllocator分配（不管理）
GlobalMemoryAllocator析构
ObjectMember执行析构，
objectMember析构 --> node2释放 --> 字符串释放(–Crash–)
- 当字符串释放时，全局内存分配器已经无效。
NodePool执行析构，node1析构 --> 析构objectMember（-- Crash --)
- 因为ObjectMemberPool已经析构，无法为objectMember提供释放功能。

手动创建全局Pool/Allocator对象, 手动析构，确保按顺序析构，不能用单例常用的static变量来获得全局对象池/内存管理器，因为这些static对象的析构顺序不能被保证。
正确的析构顺序是，
NodePool --> ObjectMemberPool --> GlobalMemoryAllocator