带shared_ptr的C++成员析构函数顺序

Question

如果 classA包含 class B，那么在A析构时，B会先调用 \ 的析构函数，即它们的嵌套关系的顺序相反。

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但是，如果A包含一个shared_ptrof B，而B包含一个指向 的原始指针A，我们应该如何处理析构函数以使其安全？

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考虑以下示例：

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#include <iostream>\n#include <memory>\n#include <unistd.h>\n\nstruct B;\nstruct A {\n  int i = 1;\n  std::shared_ptr<B> b;\n\n  A() : b(std::make_shared<B>(this)) {}\n\n  ~A() {\n    b = nullptr;\n    std::cout << "A destruct done" << std::endl;\n  }\n};\n\nstruct B {\n  A *a;\n\n  B(A *aa) : a(aa) {}\n\n  ~B() {\n    usleep(2000000);\n    std::cout << "value in A: " << a->i << std::endl;\n    std::cout << "B destruct done" << std::endl;\n  }\n};\n\nint main() {\n  std::cout << "Hello, World!" << std::endl;\n  {\n    A a;\n  }\n  std::cout << "done\\n";\n  return 0;\n}\n\n

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A你可以在\的析构函数中看到，我显式地将b设置为nullptr，这将立即触发B\的析构函数，并阻塞直到它完成。\n输出将为\xef\xbc\x9a

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Hello, World!\nvalue in A: 1\nB destruct done\nA destruct done\ndone\n

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但如果我注释掉那行

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  ~A() {\n    // b = nullptr; // <---\n    std::cout << "A destruct done" << std::endl;\n  }\n

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输出将是：

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Hello, World!\nA destruct done\nvalue in A: 1\nB destruct done\ndone\n\n

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看来A\ 的析构函数无需等待B析构就完成了。但在这种情况下，我预期段错误，因为当A已经被破坏时，B尝试访问 的成员A，这是无效的。但为什么程序不会产生段错误呢？碰巧没问题吗（即，undefined behavior）？

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另外，当我改变时

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 {\n    A a;\n }\n

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到

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  A * a = new A();\n  delete a;\n

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输出仍然相同，没有段故障。

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Answer 1

准确了解正在发生的事情非常重要。当A被销毁时，以下事件按以下顺序发生：

• A::~A()叫做。
• 对象A的生命周期结束。该对象仍然存在，但不再处于其生命周期内。([基本生活]/1.3)
• 的主体A::~A()被执行。
• A::~A()A以相反的声明顺序隐式调用直接非静态成员的析构函数（[class.dtor]/9，[class.base.init]/13.3）
• A::~A()返回。
• 该A对象不再存在（[class.dtor]/16）。它曾经占用的内存成为“已分配存储”([basic.life]/6)，直到被释放为止。

（所有引用均参考 C++17 标准）。

在析构函数的第二个版本中：

~A() {
    std::cout << "A destruct done" << std::endl;
}

打印该语句后，该成员b被销毁，这会导致所拥有的B对象被销毁。此时，i尚未被销毁，因此可以安全地访问它。之后，B析构函数返回。然后，i被“销毁”（有关一些微妙之处，请参阅CWG 2256 ）。最后，返回析构函数A。到那时，尝试访问该成员将不再合法i。