出乎意料地能够从基类ctor调用派生类虚函数

Question

谁能帮助解释这种意想不到的行为？

前提

我创建了包含成员std::thread变量的类Thread .Thread的ctor构造成员,std::thread提供指向静态函数的指针,该函数调用纯虚函数(由基类实现).

代码

#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>

namespace
{

class Thread
{
public:
    Thread()
        : mThread(ThreadStart, this)
    {
        std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl; // This line commented later in the question.
    }

    virtual ~Thread() { }

    static void ThreadStart(void* pObj)
    {
        ((Thread*)pObj)->Run();
    }

    void join()
    {
        mThread.join();
    }

    virtual void Run() = 0;

protected:
    std::thread mThread;
};

class Verbose
{
public:
    Verbose(int i) { std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << ": " << i << std::endl; }
    ~Verbose() { }
};

class A : public Thread
{
public:
    A(int i)
        : Thread()
        , mV(i)
    { }

    virtual ~A() { }

    virtual void Run()
    {
        for (unsigned i = 0; i < 5; ++i)
        {
            std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << ": " << i << std::endl;
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
        }
    }

protected:
    Verbose mV;
};

}

int main(int argc, char* argv[])
{
    A a(42);
    a.join();

    return 0;
}

问题

您可能已经注意到,这里有一个微妙的错误:Thread::ThreadStart(...)从Threadctor上下文调用,因此调用pure/virtual函数不会调用派生类的实现.运行时错误证实了这一点:

pure virtual method called
terminate called without an active exception
Aborted

但是,有意外的运行时的行为,如果我删除调用std::cout的Thread构造函数:

virtual void {anonymous}::A::Run(){anonymous}::Verbose::Verbose(int): : 042

virtual void {anonymous}::A::Run(): 1
virtual void {anonymous}::A::Run(): 2
virtual void {anonymous}::A::Run(): 3
virtual void {anonymous}::A::Run(): 4

即删除调用std::cout的Thread构造函数似乎有能够从基础class`构造背景下调用派生类的纯/虚函数的效果!这与先前的学习和经验不一致.

在Windows 10上的Cygwin x64中构建环境.gcc版本是:

g++ (GCC) 5.4.0
Copyright (C) 2015 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

我对这种观察感到困惑,并且对于正在发生的事情充满了好奇心.谁能摆脱光明？

Answer 1

由于竞争条件,此程序的行为未定义.

但是,如果你想推理它,试试吧.

对于A建设,这是发生的事情:

1. mThread已初始化.操作系统安排它在未来的某个时刻开始.

2. std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << std::endl; - 从程序的角度来看,这是一个相当慢的操作.

3. A构造函数运行 - 初始化它的vtable(这不是stanard的强制要求,但据我所知,所有实现都会这样做).

   如果在mThread计划开始之前发生这种情况,您将获得您观察到的行为.否则,您将获得纯虚拟呼叫.

由于这些操作没有以任何方式排序,因此行为未定义.

你可以注意到你从你的base的构造函数中删除了一个相当慢的操作,因此初始化你的派生 - 以及它的vtable - 要快得多.比如说,在OS实际安排mThread的线程开始之前.话虽如此,这并没有解决问题,只是让它不太可能遇到问题.

如果你稍微修改你的例子,你会注意到删除IO代码使竞争更难找到,但没有修正.

virtual void Run()
{
    for (unsigned i = 0; i < 1; ++i)
    {
        std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << ": " << i << std::endl;
//      std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    }
}

主要:

for(int i = 0; i < 10000; ++i){
    A a(42);
    a.join();
}

演示