在初始化程序列表中創建單例對象會導致訪問衝突（僅限發佈模式）

Question

我確實看到了（對我來說）奇怪的訪問衝突異常。我會盡量減少這個問題。我有一個A類和一個單身物體sing_。代碼看起來莫名其妙地像：

class A { 
    A(); 
    Sing& sing_; 
} 

A::A() : sing_(Sing::instance()){ 
    call a method that creates a local copy of Singleton Sing. 
    .... 
} 

類唱出單身繼承：

class Sing : public Singleton<Sing>{ 
    friend class Singleton<Sing>; 
    .... 
} 

辛格爾頓本身看起來像（這是在QuantLib庫的實現）

template <class T> 
class Singleton : private boost::noncopyable { 
    public: 
    static T& instance(); 
    protected: 
    Singleton() {} 
}; 


template <class T> 
T& Singleton<T>::instance() { 
    static std::map<Integer, boost::shared_ptr<T> > instances_; 
    #if defined(QL_ENABLE_SESSIONS) 
    Integer id = sessionId(); 
    #else 
    Integer id = 0; 
    #endif 
    boost::shared_ptr<T>& instance = instances_[id]; 
    if (!instance) 
     instance = boost::shared_ptr<T>(new T); 
    return *instance; 
} 

我的項目代碼嵌入在Qt Gui環境中。以調試模式啓動它不會引起麻煩。當我嘗試以發佈模式啓動時，情況發生可怕的變化。這是主要的方法：

int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
    QApplication a(argc, argv); 
    GUI w; 
    w.show(); 
    w.setup(argc, argv); 

    return a.exec(); 
} 

最後類GUI看上去略像：

class GUI : public QMainWindow 
{ 
    Q_OBJECT 

public: 
    GUI(QWidget *parent = 0, Qt::WFlags flags = 0); 
    ~GUI(); 
private: 
    boost::shared_ptr<A> a_; 
}; 

當我在Release模式下啓動該代碼會發生以下情況：

1. 的方法稱爲___ tmainCRTstartup（）被調用。其中調用_WinMain方法。

2. 該方法內部WinMain（甚至在主方法被調用並且創建GUI對象 之前）A的構造函數被調用。這意味着成員唱歌將被初始化。

3. sing_在Sing :: instance（）的調用過程中被初始化。一切看起來都很好。

4. A的構造函數被執行。其中有一個地方參考Sington創建的單體對象。在該行

   boost::shared_ptr<T>& instance = instances_[id]; 
   

調用星::實例（）導致訪問衝突當我看着instances_ [ID]在那個地方（調試在Release模式）地圖看起來相當銷燬。這意味着地圖中有一個元素。但關鍵不是0而是一個非常負的整數，而且這個值看起來很奇怪。

我絕對不知道這裏出了什麼問題。

在不斷變化的成員sing_是一個靜態成員解決了這個問題：

class A { 
    A(); 
    static Sing& sing_; 
} 

Sing& sing_ = Sing::instance(); 

A::A() { 
    call a method that creates a local copy of Singleton Sing. 
    .... 
} 

這當然不錯，但我真的不知道什麼是這兩種實現之間的「大」的區別。爲什麼第一種方式在訪問衝突中結束？任何暗示是讚賞。

Answer 1

我不知道這個問題的途徑，但我可以提供在得到有一些幫助：

所有，最常見的原因是，在調試運行的程序發佈在失敗的第一個（和副反之亦然）：

1. 在調試所有的內存通常是初始化（大多數調試我所知道的）爲0。所以，安全nullptr檢查，避免錯誤。在釋放內存不會被初始化，所以你得到垃圾/隨機值。

2. 時間。代碼優化以及缺少調試檢查和設置（如將所有內容設置爲0）使代碼更快，因此線程之間的時間不同。

現在回到你的案例。你把變量視爲「被銷燬」的原因可能僅僅是因爲代碼優化。
通常，如果您啓用了代碼優化，編譯器可能會決定將一些變量放入硬件寄存器中，而不是按照預期放置在堆棧上。
這可能會導致調試器錯誤地解釋一些局部變量。 （最常見的是*這個指針存儲在一個寄存器中）。

現在，地圖上的運算符[]不應引發異常。如果地圖沒有該鍵的值，那麼它將被創建。

所以我能想到的唯一解釋是地圖本身已經損壞，所以當它試圖迭代地圖的節點時，它會崩潰。

這種類型的腐敗通常是由2個線程試圖同時改變地圖引起的。
在你的情況下，這是可能的，因爲在那個簡單的單例實現中沒有鎖保護。
另一個跡象表明，這可能是這樣的，當你把它變成靜態時，問題就解決了。使變量靜態導致對象的發起要早得多，這可能只是您需要解決線程競爭的時機。