毕竟“_atexit()”之后我怎样才能安排一些代码运行呢？功能已完成

Question

我正在编写一个内存跟踪系统，我实际遇到的唯一问题是，当应用程序退出时，任何未在构造函数中分配但在解构函数中释放的静态/全局类都会在我的内存之后释放跟踪人员已将分配的数据报告为泄漏。

据我所知，正确解决此问题的唯一方法是强制将内存跟踪器的 _atexit 回调放置在堆栈的头部（以便最后调用它）或让它在整个堆栈之后执行_atexit 堆栈已被展开。实际上是否可以实现这些解决方案中的任何一个，或者是否有另一个我忽略的解决方案。

编辑： 我正在为 Windows XP 进行开发并使用 VS2005 进行编译。

Answer 1

我已经读过多次，你不能保证全局变量的构造顺序（引用）。我认为可以很安全地推断析构函数的执行顺序也不能得到保证。

因此，如果您的内存跟踪对象是全局的，您几乎肯定无法保证您的内存跟踪对象将最后被破坏（或首先被构造）。如果它最后没有被破坏，并且其他分配尚未完成，那么它会注意到您提到的泄漏。

另外，这个 _atexit 函数是为什么平台定义的？

Answer 2

最后执行内存跟踪器的清理是最好的解决方案。我发现最简单的方法是显式控制所有相关全局变量的初始化顺序。 （有些库将其全局状态隐藏在奇特的类中或以其他方式，认为它们遵循某种模式，但它们所做的只是阻止这种灵活性。）

示例 main.cpp：

#include "global_init.inc"
int main() {
  // do very little work; all initialization, main-specific stuff
  // then call your application's mainloop
}

其中全局初始化文件包含对象定义和 #includes类似的非头文件。按照您希望构造的顺序排列此文件中的对象，它们将以相反的顺序被破坏。 C++03 中的 18.3/8 保证销毁顺序镜像构造：“具有静态存储持续时间的非本地对象按照其构造函数完成的相反顺序销毁。” （该部分讨论的是 exit()，但是从 main 的返回是相同的，请参阅 3.6.1/5。）

作为奖励，您可以保证所有全局变量（在该文件中）在进入 main 之前进行初始化。 （标准中没有保证某些内容，但如果实现选择则允许。）

Answer 3

我也遇到过这个问题，还写了一个内存跟踪器。

有几件事：

除了破坏之外，您还需要处理建设。在构建内存跟踪器之前，准备好调用 malloc/new（假设它是作为类编写的）。所以你需要你的类知道它是否已经被构造或销毁了！

class MemTracker
{
    enum State
    {
      unconstructed = 0, // must be 0 !!!
      constructed,
      destructed
    };
    State state;

    MemTracker()
    {
       if (state == unconstructed)
       {
          // construct...
          state = constructed;
       }
    }
};

static MemTracker memTracker;  // all statics are zero-initted by linker

在调用跟踪器的每个分配上，构建它！

MemTracker::malloc(...)
{
    // force call to constructor, which does nothing after first time
    new (this) MemTracker();
    ...
}

奇怪，但却是事实。无论如何，到破坏：

    ~MemTracker()
    {
        OutputLeaks(file);
        state = destructed;
    }

所以，在破坏时，输出你的结果。但我们知道还会有更多的电话。该怎么办？好吧，...

   MemTracker::free(void * ptr)
   {
      do_tracking(ptr);

      if (state == destructed)
      {
          // we must getting called late
          // so re-output
          // Note that this might happen a lot...
          OutputLeaks(file); // again!
       }
   }

最后：

• 小心线程，
• 小心不要在跟踪器内调用 malloc/free/new/delete，或者能够检测递归等:-)

编辑：

• 我忘了，如果你把你的如果您在 DLL 中使用跟踪器，您可能需要自己使用 LoadLibrary()（或 dlopen 等）来增加引用计数，这样您就不会过早地从内存中删除。因为虽然你的类在销毁后仍然可以被调用，但如果代码已被卸载，则不能调用。

Answer 4

我终于弄清楚如何在 Windows/Visual Studio 下执行此操作。再次查看 crt 启动函数（特别是它调用全局变量初始化程序的地方），我注意到它只是运行包含在某些段之间的“函数指针”。因此，只要了解一点关于链接器如何工作的知识，我就想出了这个：

#include <iostream>
using std::cout;
using std::endl;

// Typedef for the function pointer
typedef void (*_PVFV)(void);

// Our various functions/classes that are going to log the application startup/exit
struct TestClass
{
    int m_instanceID;

    TestClass(int instanceID) : m_instanceID(instanceID) { cout << "  Creating TestClass: " << m_instanceID << endl; }
    ~TestClass() {cout << "  Destroying TestClass: " << m_instanceID << endl; }
};
static int InitInt(const char *ptr) { cout << "  Initializing Variable: " << ptr << endl; return 42; }
static void LastOnExitFunc() { puts("Called " __FUNCTION__ "();"); }
static void CInit() { puts("Called " __FUNCTION__ "();"); atexit(&LastOnExitFunc); }
static void CppInit() { puts("Called " __FUNCTION__ "();"); }

// our variables to be intialized
extern "C" { static int testCVar1 = InitInt("testCVar1"); }
static TestClass testClassInstance1(1);
static int testCppVar1 = InitInt("testCppVar1");

// Define where our segment names
#define SEGMENT_C_INIT      ".CRT$XIM"
#define SEGMENT_CPP_INIT    ".CRT$XCM"

// Build our various function tables and insert them into the correct segments.
#pragma data_seg(SEGMENT_C_INIT)
#pragma data_seg(SEGMENT_CPP_INIT)
#pragma data_seg() // Switch back to the default segment

// Call create our call function pointer arrays and place them in the segments created above
#define SEG_ALLOCATE(SEGMENT)   __declspec(allocate(SEGMENT))
SEG_ALLOCATE(SEGMENT_C_INIT) _PVFV c_init_funcs[] = { &CInit };
SEG_ALLOCATE(SEGMENT_CPP_INIT) _PVFV cpp_init_funcs[] = { &CppInit };


// Some more variables just to show that declaration order isn't affecting anything
extern "C" { static int testCVar2 = InitInt("testCVar2"); }
static TestClass testClassInstance2(2);
static int testCppVar2 = InitInt("testCppVar2");


// Main function which prints itself just so we can see where the app actually enters
void main()
{
    cout << "    Entered Main()!" << endl;
}

输出：

Called CInit();
Called CppInit();
  Initializing Variable: testCVar1
  Creating TestClass: 1
  Initializing Variable: testCppVar1
  Initializing Variable: testCVar2
  Creating TestClass: 2
  Initializing Variable: testCppVar2
    Entered Main()!
  Destroying TestClass: 2
  Destroying TestClass: 1
Called LastOnExitFunc();

这是由于 MS 编写运行时库的方式而起作用的。基本上，他们在数据段中设置了以下变量：（

尽管此信息受版权保护，但我相信这是合理使用，因为它不会贬低原始数据，并且仅在此供参考）

extern _CRTALLOC(".CRT$XIA") _PIFV __xi_a[];
extern _CRTALLOC(".CRT$XIZ") _PIFV __xi_z[];    /* C initializers */
extern _CRTALLOC(".CRT$XCA") _PVFV __xc_a[];
extern _CRTALLOC(".CRT$XCZ") _PVFV __xc_z[];    /* C++ initializers */
extern _CRTALLOC(".CRT$XPA") _PVFV __xp_a[];
extern _CRTALLOC(".CRT$XPZ") _PVFV __xp_z[];    /* C pre-terminators */
extern _CRTALLOC(".CRT$XTA") _PVFV __xt_a[];
extern _CRTALLOC(".CRT$XTZ") _PVFV __xt_z[];    /* C terminators */

在初始化时，程序只是从 ' 进行迭代__xN_a' 到 '__xN_z'（其中 N 是 {i,c,p,t}）并调用它找到的任何非空指针。如果我们只是在段 '.CRT$XnA' 和 '.CRT$XnZ' 之间插入我们自己的段（其中 n 再次是 {I,C,P,T}），它将与其他所有内容一起被调用通常会被调用。

链接器只是按照字母顺序将各个段连接起来。这使得选择何时调用我们的函数变得非常简单。如果您查看 defsects.inc （位于 $(VS_DIR)\VC\crt\src\ 下），您可以看到 MS 已放置所有“用户”以“U”结尾的段中的初始化函数（即在代码中初始化全局变量的函数）。这意味着我们只需将初始化器放在“U”之前的段中，并且它们将在任何其他初始化器之前被调用。

您必须非常小心，不要使用任何在您选择的函数指针位置之后才初始化的功能（坦率地说，我建议您只使用 .CRT$XCT 这样它就只是您的我不确定如果您与标准“C”代码链接会发生什么，您可能必须将其放在其中的 .CRT$XIT 块中。案件）。

我确实发现的一件事是，如果链接到运行时库的 DLL 版本，“预终止符”和“终止符”实际上并未存储在可执行文件中。因此，您不能真正将它们用作通用解决方案。相反，我让它运行我的特定函数作为最后一个“用户”函数的方法是简单地在“C 初始化程序”中调用 atexit()，这样，就不能添加其他函数了堆栈（将以与添加函数相反的顺序调用，并且是全局/静态解构函数的调用方式）。

最后（显而易见的）一点是，本文是在考虑到 Microsoft 运行时库的情况下编写的。它在其他平台/编译器上的工作方式可能类似（希望您只需将段名称更改为它们使用的任何名称即可，如果它们使用相同的方案），但不要指望它。

Answer 5

atexit 由 C/C++ 运行时 (CRT) 处理。它在 main() 返回后运行。也许最好的方法就是用您自己的 CRT 替换标准 CRT。

在 Windows 上，tlibc 可能是一个很好的起点：http://www.codeproject.com /KB/library/tlibc.aspx

查看 mainCRTStartup 的代码示例，然后在调用 _doexit() 后运行代码；
但在 ExitProcess 之前。

或者，您可以在调用 ExitProcess 时收到通知。当 ExitProcess 被调用时，会发生以下情况（根据 http： //msdn.microsoft.com/en-us/library/ms682658%28VS.85%29.aspx)：

1. 进程中的所有线程（调用线程除外）都会终止执行，而不会收到 DLL_THREAD_DETACH 通知。
2. 在步骤 1 中终止的所有线程的状态都变为有信号状态。
3. 所有加载的动态链接库 (DLL) 的入口点函数均通过 DLL_PROCESS_DETACH 调用。
4. 在所有附加的 DLL 执行完任何进程终止代码后，ExitProcess 函数将终止当前进程，包括调用线程。
5. 调用线程的状态变为有信号状态。
6. 进程打开的所有对象句柄都将关闭。
7. 进程的终止状态从 STILL_ACTIVE 更改为进程的退出值。
8. 进程对象的状态变为有信号状态，满足任何一直在等待进程终止的线程。

因此，一种方法是创建一个 DLL 并将该 DLL 附加到进程。当进程退出时，它会收到通知，这应该是在 atexit 被处理之后。

显然，这一切都相当黑客，请小心行事。

Answer 6

这取决于开发平台。例如，Borland C++ 有一个 #pragma 可以用来完成此任务。 （来自 Borland C++ 5.0，约 1995 年）

#pragma startup function-name [priority]
#pragma exit    function-name [priority]

这两个编译指示允许程序指定应在程序启动时（在调用主函数之前）或程序退出时（在程序通过 _exit 终止之前）调用的函数。

指定的函数名称必须是先前声明的函数，如下所示：

void function-name(void);

可选优先级应在 64 至 255 范围内，最高优先级为 0；默认值为 100。优先级较高的函数在启动时首先调用，最后在退出时调用。 0 到 63 的优先级由 C 库使用，用户不应使用。

也许您的 C 编译器有类似的功能？