c++: "double free or corruption"用于全局外部变量？

Question

我有兴趣在整个程序中只使用一个全局变量。所以我认为实现这一点的最好方法是像这样在头文件中定义它:

extern const std::string CONST_STR = "global string";

但这导致了“双重释放或损坏”运行时错误。 删除 extern 使问题消失。

1. 谁能解释一下这种行为？
2. AFAIK，如果没有 extern 定义，每个翻译单元都会有一个 CONST_STR，难道没有办法获得一个完全 const 的全局变量吗？

Answer 1

解决第一部分和有关丢失 extern 的其他问题。

const std::string CONST_STR = "global string";

根据 C++ 规则，这等同于说:

static const std::string CONST_STR = "global string";

如果这是在包含文件中，您将在每个翻译单元 (TU) 中创建不同的字符串。它们本身都可以正常工作，但假设您还在同一 header 中添加了一个函数:

inline void foo() { std::cout << CONST_STR; }

如果<<运算符通过 const& 获取字符串, 在每个 TU 中，它将绑定(bind)到一个单独的字符串。因此违反了“一个定义规则”并使您陷入未定义的行为(UB)。在实践中它很可能有效，但它仍然是 UB。

原文extern形式与此类似，因为看起来相同的字符串文字在不同的 TU 中也是分开的。

如果你只说extern没有初始化器，它是一个声明，将由链接器解析为单个定义。如果您使用初始值设定项，那么它就是一个定义。因此，该对象再次在每个 TU 中创建，但使用公共(public)名称，期望其他 TU 访问它。由于您必须确保实际只提供一个定义，因此实现免除了责任。

不幸的是，单一定义规则太容易被打破，而且它的大多数形式明确允许实现不发出任何诊断。实际上，链接器只是从池中随机选择一个定义。 double free 可能是由于发出 _atstart 引起的和 _atexit构造函数和析构函数调用的条目，对象本身融合为一个，然后获得与 TU 一样多的构造函数和析构函数调用。

对于实现来说，一切都是公平的，至于 UB，一切皆有可能。