c++ - 使用boost::asio和boost::thread时了解内存泄漏

我正在研究一组使用boost::asio来执行后台任务的类。实际上，该程序将连续运行，但是我添加了信号处理程序以在测试过程中进行清理。

但是，当在接收到SIGINT之后监视代码中的函数调用时，我发现我的对象的私有(private)实现未如预期那样被破坏-内存泄漏。它通过boost::shared_ptr进行管理。私有(private)实现类如下所示。

class TestImpl: public boost::enable_shared_from_this<TestImpl>, boost::noncopyable {
    TestImpl(): update_timer(io_svc), signals(io_svc, SIGINT, SIGTERM) {
        signals.async_wait(boost::bind(&boost::asio::io_service::stop, &io_svc));
    };

public:
    virtual ~TestImpl() {
        std::cout << "Destroyed." << std::endl;
    };

    static boost::shared_ptr<TestImpl> create() {
        boost::shared_ptr<TestImpl> ptr(new TestImpl);
        ptr->start();
        return ptr;
    }

    void start() {
        update_timer.expires_from_now(boost::posix_time::seconds(1));
        update_timer.async_wait(boost::bind(&TestImpl::update, shared_from_this()));

        run_thread = boost::thread(boost::bind(&TestImpl::run, shared_from_this()));
    };

    void cleanup() {
        run_thread.join();
    };

private:
    void run() {
        io_svc.run();
    };

    void update() {
        std::cout << "Updating." << std::endl;
        update_timer.expires_from_now(boost::posix_time::seconds(1));
        update_timer.async_wait(boost::bind(&TestImpl::update, shared_from_this()));
    };

    boost::asio::io_service io_svc;
    boost::asio::deadline_timer update_timer;
    boost::thread run_thread;
    boost::asio::signal_set signals;
};

这是使用私有(private)实现的代码。

class Test {
public:
    Test(): impl(TestImpl::create()) { };
    virtual ~Test() { std::cout << "Destroyed." << std::endl; };
    int run() {
        boost::asio::signal_set signals(io_svc, SIGINT, SIGTERM);
        signals.async_wait(boost::bind(&boost::asio::io_service::stop, &io_svc));

        io_svc.run();

        impl->cleanup();

        return 0;
    };
private:
    boost::asio::io_service io_svc;
    boost::shared_ptr<TestImpl> impl;
};

int main() {
    Test test;
    test.run();
}

我很难理解为什么TestImpl类被泄漏。通过调试，我可以验证两个io_service实例都在SIGINT上停止，并且该线程已加入，这使我相信它不会在销毁时分离。似乎必须在某个地方存在循环引用，这会导致TestImpl实例持续存在？

最佳答案

循环引用介于TestImpl和TestImpl::io_svc之间:

TestImpl::io_svc的生命周期取决于TestImpl，因为它是成员变量。

TestImpl的生命周期间接取决于TestIMpl::io_svc，这是因为shared_from_this()被绑定(bind)为在io_service内排队的处理程序中的实例句柄。

一个关键的细节是， io_service::stop() 仅影响事件处理循环。它不会影响处理程序的生命周期或绑定(bind)到处理程序的参数。从io_service中删除处理程序的唯一方法是通过io_service的destructor。以下是文档中的相关摘录:

若要解决此问题，请考虑将ost.Asio I/O对象的生命周期与TestImpl分离。我个人会选择使用 boost::optional 而不是 boost::shared_ptr 来最大程度地减少内存分配量。

TestImpl()
  : io_svc(boost::in_place()),
    update_timer(boost::in_place(boost::ref(io_svc.get()))),
    signals(boost::in_place(boost::ref(io_svc.get()), SIGINT, SIGTERM))
{
  signals->async_wait(boost::bind(&boost::asio::io_service::stop,
                                  boost::ref(io_svc)));
};

...

void cleanup() {
  run_thread.join();
  signals      = boost::none;
  update_timer = boost::none;
  io_svc       = boost::none;
};

...

boost::optional<boost::asio::io_service> io_svc;
boost::optional<boost::asio::deadline_timer> update_timer;
boost::optional<boost::asio::signal_set> signals;
boost::thread run_thread;