C++ 及标准库中的那些大坑

1. 变量初始化

这是使用 C++11 codecvt 时遇到的一个坑,转换编码时,mbstate_t 这个中间状态变量,必须初始化为0,否则运行出错,即:

这是第一个坑,并不算太坑,还比较容易调试和发现,也怪自己大意了。

经验:C++中的变量一定要初始化后再使用。

2. 匿名 std::thread 对象

这个坑要和 boost 进行比较,在 boost 中,是可以创建匿名 thread 对象的,并且这样的匿名对象跟 future、promise是可以正常配合使用的(《Boost标准库完全开发指南》一书中的示例代码就是这样写的)。

但是,在 C++ 标准库中不能这么干,会出现莫名其妙的错误,调试时也不会显示任何有价值的信息,最终确定这个问题真是费了我好大劲,因为根本没想到会是这个问题,毕竟 boost 里都正常使用了。

经验:尽量不使用匿名对象,如果想要用完立即释放,可以使用单独的代码块包裹。

3. 线程局部存储(TLS)

这是一个坑了我一天的大坑。

C++11 中,新引入了 thread_local 存储类型,等同于之前的 __declspec(thread),由于其具有真正的可移植性,所以我就尝试使用了,但这也是噩梦的开始。

我有一段代码,如果编译为 exe,在 xp 系统上能正常运行,但如果编译为 dll,在 xp 上运行就出错。由于 xp 上不能安装 VS 这种高科技玩意,只能用 x32_dbg 凑合调试,发现是空指针异常,指针来源为 fs:[2c],这是 TLS 指针啊,然后百度,找到了微软的文档 https://msdn.microsoft.com/en-us/library/y5f6w579 :

On XP systems, thread_local may not function correctly if a DLL uses thread_local data and it is loaded dynamically via LoadLibrary.

是的,如果 dll 中使用了 thread_local,这个 dll 将不能在 xp 上通过 LoadLibrary 动态加载。

解决办法也是有的:

既然不能通过 LoadLibrary 动态加载,那我静态加载不就行了,只要在编译 exe 时静态链接 dll,即 dll 在 exe 的导入表中,那就可以正常运行(这也要求 exe 必须是自己可编译的)
在 DllMain 中使用 TLS 相关的 API 手动初始化
祈祷 xp 早日完蛋

经验:或许我应该抛弃 xp 了。

4. dll 中的静态对象

这个坑跟上个坑是同时出现的,只是我当时用了静态链接的方式后,就运行正常了,也就没在意。直到后来又想在 C# 中调用 dll,这回没办法静态链接了。为了先实现功能,我选择了暂时删除 thread_local,但是在 xp 上依然运行出错,错误原因跟之前一样!卧槽,我特么明明都删掉了 thread_local 呀,为何还这样!!

又经过2个小时的调试,最终确定问题出在 C++17 标准库中的 std::experimental::filesystem::exists() 函数,但是经过我单步调试发现,这个函数并没有使用 TLS,只用到了一些全局静态对象,莫非是全局静态对象的问题?

于是还是找文档吧,跟上个问题同一个网址 https://msdn.microsoft.com/en-us/library/y5f6w579 :

Starting in C++11, a static local variable initialization is guaranteed to be thread-safe. This feature is sometimes called magic statics. However, in a multithreaded application all subsequent assignments must be synchronized. The thread-safe statics feature can be disabled by using the /Zc:threadSafeInit- flag to avoid taking a dependency on the CRT.

在 C++11 中,静态变量的初始化是线程安全的,这个所谓的“线程安全”,就是引入了 TLS 来进行一些额外的检查,好在这个特性是可以禁用的,编译时添加 /Zc:threadSafeInit- 选项即可(注意最后的减号),禁用后就不会使用 TLS 了,也就可以在 xp 上动态加载了。

经验:xp 去死吧!去死吧!去死吧!

注:这些问题在 VS2015 Update 2 中发现,应该也会持续存在于之后的 VS 版本中。

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