C++ 类库动态运行时分配

Question

假设我有一个接口(interface)类

class foo_if_t {

};

，第一个库 libfoo_orig.so ，其类 foo_t 继承自 foo_if_t 并具有以下代码:

#include "foo_if.h"

class foo_t : public foo_if_t{
private:
    int res;
public:
    foo_t(){}
    virtual ~foo_t(){}
};

和第二个库libfoo_mod.so，其类foo_t重新定义如下:

#include "foo_if.h"

class foo_t : public foo_if_t{
private:
    int res[100];
public:
    foo_t() {
         for (int i=0; i<100; i++)
         res[i] = i;
    }
    virtual ~foo_t(){}
};

我创建一个符号链接(symbolic link) libfoo.so --> libfoo_orig.so 并编译以下应用程序

#include "foo_orig.h"

int main(){
    foo_if_t *foo_if = new foo_t();
    delete foo_if;
}

与g++ -ggdb -O0 test.cpp -o test -L。 -lfoo(因此链接到 libfoo.so)。

此时我将符号链接(symbolic link)更改为目标libfoo_mod.so并重新运行代码。这将导致以下错误:

*** Error in `./test': free(): invalid next size (fast): 0x0000000001ec9010 ***
Aborted (core dumped)

我认为可能发生的情况是，库 foo_orig.so 中的 foo_t 的构造函数分配占用的堆 block 比来自 foo_mod 的堆 block 要小.so，因此当调用 foo_mod.so foo_t 构造函数时，它会弄脏超出分配边界的堆内存(从而损坏堆 next block 引用)。这告诉我，堆预留是在链接时以某种方式预先计算的，而我认为它将在运行时根据调用的实际构造函数代码动态解析。我是否弄错了，如果没有，为什么生成的输出代码会这样？

作为反证明测试，我将 new foo_t() 调用包装在为每个库编写的 static foo_it_t * foo_if_t::new_instance() 实现中；从主代码调用 new_instance 可以正常工作。

Answer 1

这里的问题是你的库代码和主程序代码对foo_t的布局结构有不同的想法。尽管它们都认识到该类型的存在，但它们都是使用定义该类型的不同版本的 header 进行编译的。这总是会带来大麻烦。

在您的情况下，问题是由以下事实引起的:由 new 执行的实际内存分配是从主程序编译的，因此知道创建的对象的大小是多少是。同时，构造函数是用库代码编译的，并且对底层对象大小有完全不同的想法。因此，主程序在堆上创建了一个 sizeof(foo_t) 对象 - 从它的角度来看，它是 sizeof(int) 。构造函数不知道这一点，很乐意将内存删除最多 100 个整数，从而损坏了堆。

基本上你不能用这种方式“作弊”。如果您更改头文件，您应该始终重新编译依赖于该头文件的库，否则会面临像这样不可预测的麻烦(显然在这种情况下您是故意这样做的，但这也很容易意外完成)。