Linux 上 std::map 的内存对齐问题

Question

我在 Linux 上使用 C++ 时遇到了问题。

我有一个消息基类，如下所示：

class MsgBase
{
    public:
        MsgBase( unsigned int msgid );
        map < unsigned int, MSGIEBase* > messageIE_Map; // map for IEs
        unsigned int messageId; // 32 bit message id
};

类 Der1 派生自 MsgBase，如下所示：

class Der1 : public MsgBase
{
    public:
        Der1 ();
        virtual ~Der1 ();

        // IEs
        MSGIE_UINT32 ueId;
        MSGIE_String configFileName;
};

这里 MSGIE_UINT32 和 MSGIE_String 是从 MSGIEBase 派生的类，因此它们的地址可以存储在上面基类中定义的映射中。 当构建 Der1 时，ueId 和 configFileName 的地址存储在映射中。 在这里，如果我打印地图的大小（通过 gdb 并在程序中），它将是 24。 [ _M_header = 16，_M_node_count = 4，_M_key_compare = 1，我想是 3 字节填充]。

到这里一切都很好。现在，Der1 对象指针被放入事件对象内，并且事件被发布到队列中。事件类如下所示：

class Event 
{
   public:
       MsgBase* msgPtr;
};

另一个线程从队列中删除事件，提取 msgPtr 并将其转换为 Der1 指针，这就是问题开始的地方。

这里，如果我在程序中打印映射的大小，则为 21。这意味着 MsgBase 类中的下一个成员（即 messageId）的地址移动了 3 个字节，因此 messageId 的值完全改变。 （当通过 gdb 查看时，地址仍然完好无损，映射的大小也完好无损，即 24 ）。

据我所知，这是一个字对齐问题，但为什么不同函数中的内存对齐不一致，以及为什么当使用 new 分配给类的内存时，类成员的地址会发生变化。我使用的是Linux 2.6.27。 ，海湾合作委员会版本4.1.1。 ，RHEL-4。

Answer 1

为了排除非虚拟析构函数/复制/赋值问题，请将以下内容添加到 MsgBase 中：

public:
    virtual ~MsgBase();
private:
    MsgBase(MsgBase const& other);
    MsgBase& operator=(MsgBase const& other);

Answer 2

我将尝试逐步提供所有必需的信息：

信息1：相关代码。

//Step 1:  Create msg and fill message Id
MsgBase*msgPtr = new Der1();

// C'tor of Der1 is as follows:
Der1::Der1 ()
          : MsgBase ( ATS_SUTD_EPCTESTER_ATTACH_SCENARIO_MsgId ), // msgid is 13( 0xd )
            ueId ( IE_UE_KEY, "UE", false ),
            configFileName ( IE_CONFIG_FILE_NAME_KEY, "Configuration File Name", false )
{
            // Insert the IEs in the map
this->addIEEntry ( IE_UE_KEY, &ueId ); // this puts entries in the map
this->addIEEntry ( IE_CONFIG_FILE_NAME_KEY, &configFileName );
}

// Step 2: Declare event and post the event
Event* event = new Event ( eventId, "Event" );
event->setData( msgPtr, hdr);

// check the message id at this stage ( 
cout << "msgId  = " << ( ( (Der1* )msgPtr )->messageId )<< endl; // Here it comes out 
                                                          // to be 0xd which is correct

// post the event
AppClass::getInstance()->addEventAndSchedule ( event );

//The queue is a member of AppClass and  has been defined as 
std::list <EventBase* > eventQueue;

// The code which inserts data into the queue is as follows:
bool AppClass::addEventAndSchedule ( EventBase* ev )
{
   if ( ev == NULL ) return false;
   this->eventQueueMutex.acquireLock();
   this->eventQueue.push_back( ev );
   this->eventQueueMutex.releaseLock();

   // Submit Job to Scheduler
   bool status = JobScheduler::getInstance()->scheduleJob( this );
   return status;
}

// The event class is
class Event: public EventBase
{
  public:
  Event ();
  virtual ~Event ();
  Event ( int evId );
  Event ( int evId, string evName );
  MsgBase* getMessagePtr ();
  void setData ( MsgBase*  mPtr, Header* hPtr )

  private:
   // Prevent copying
   Event& operator= ( Event& ev );
   Event ( Event& evBase );

   MsgBase* msgPtr;
   Header*    hdrPtr;
};

void Event::setData ( MsgBase* mPtr,  Header* hPtr )
{
   this->msgPtr = mPtr;
   this->hdrPtr =  hPtr;
}


Step 3 : Extract the event and re-print the message Id
// The code which extracts data from the queue is as follows:
void AppClass::process ()
{
               EventBase* beventPtr = NULL;
               this->eventQueueMutex.acquireLock();

    if ( !this->eventQueue.empty() )
    {
       beventPtr  = (EventBase* )( this->eventQueue.front() );
       this->eventQueue.pop_front();
    }
    else
    {
        isQueueEmpty = true;
    }

    this->eventQueueMutex.releaseLock();
    Event* eventPtr = ( Event* )beventPtr ;

                             Der1* msgPtr = (Der1* )( eventPtr->getMessagePtr()) ;
     cout << "msgId  = " <<  msgPtr->messageId << endl;  // This value
             //comes out to be incorrect it is now 0xd000000  i.e. a 3 byte shift

}

信息2：确切的问题。
确切的问题是“messasgeId”在转换过程中发生了变化。最初它是 0xd，但从队列中弹出后它变成 0xd000000。因此，所有处理都会停止。在程序中打印时该参数的地址也从0x82bd7cc变为0x82bd7c9。然而，从 gdb 中看到，它仍然是 0x82bd7cc，并且值仍然是 0xd。

信息 3：编译器标志。
所有文件的编译器标志都是相同的，它们是：
-O0 -g3 -Wall -f消息长度=0