cross-dll C++在不同模块内分配和释放内存问题

实际问题

在工作中，需要做一个网络通讯功能，领导要求封装为动态库；

动态库的简单工作流程和接口：

• Init: 初始化
  • 读取对应文件中的网络配置参数；
• Open: 打开
  • Open接口有个参数为回调函数，打开成功后网络库开始子线程工作，若接收到数据，调用回调函数，通知上层代码；
• Read: 读取数据
  • 在工作线程接收到数据后，会将数据缓存起来，通知上层代码，此时上层代码可调用Read接口读取到缓存的数据；
• Close: 关闭网络
  • 停止工作；

初版完成之后，Read接口类型为：

bool Read(char*& buffer, int& nBufferSize);

由于上层代码不能确认当前缓存中的数据大小，所以需要在接口Read内部进行内存分配，故传递指针的引用(char*&);

Read接口内会根据当前缓存中的数据大小为buffer分配内存，并将缓存数据拷贝到分配的内存中；

正常使用时，其他功能一切正常，但在释放Read接口中分配的内存时出现问题：

(为简化代码省略一些有效性判断)

{
   
	char* buffer = NULL;
	int nSize = 0;
	net.Read(buffer, nSize);
	
	//do something
	...
	
	delete[] buffer;
	buffer = NULL;
}

问题出现在上述第九行，在释放buffer时程序崩溃；

问题分析

经查阅资料，此问题为cross-dll问题，即：

一个模块分配的内存不应该由另一个模块释放，因为两个模块可能使用不同版本的C运行期库，甚至不使用C运行期库。

malloc/free(引用自:https://blog.youkuaiyun.com/wangqing_199054/article/details/19402767)
这两个函数是使用频率最高的两个函数，由于他们是标准C库中的一部分，所以具有极高的移植性。这里的"移植性"指的是使用他们的代码可以在不同的平台下编译通过，而不同的平台下的C Run-Time Library的具体实现是平台相关的，在Windows平台的C Run-Time Library中的malloc()和free()是通过调用Heap Memory API来实现的。值得注意的是C Run-Time Library拥有独立的Heap对象，我们知道，当一个应用程序初始化的时候，首先被初始化的是C Run-Time Library，然后才是应用程序的入口函数，而Heap对象就是在C Run-Time Library被初始化的时候被创建的。对于动态链接的C Run-Time Library,运行库只被初始化一次，而对于静态连接的运行库，每链接一次就初始化一次，所以对于每个静态链接的运行库都拥有彼此不同的Heap 对象。这样在某种情况下就会出问题，导致程序崩溃,例如一个应用程序调用了多个DLL,除了一个DLL外，其他的DLL，包括应用程序本身动态连接运行库，这样他们就使用同一个Heap对象。而有一个DLL使用静态连接的运行库，它就拥有一个和其他DLL不同的Heap 对象，当在其他DLL中分配的内存在这个DLL中释放时，问题就出现了。

也就是说，两个都使用动态运行期库的模块(exe或dll)之间不存在cross-dll问题，而使用静态运行期库的模块，与其它模块之间，即使也是使用静态运行期库的模块，总是存在cross-dll问题的。

解决方法

1. 导出一个内存释放接口，专门用来在库中释放由Read接口中分配的内存
2. 导出一个获取缓存大小的接口，在调用Read前先使用此接口，获取当前缓存的大小，并在库外分配好buffer的大小，Read接口内仅进行内存拷贝操作；

//释放内存接口
void