Windows内存体系(7)--使用std::string跨MT模块传参

前面的Windows内存体系(6)--跨模块内存分配释放文章解释了跨 MT 模块分配的内存相互释放为什么会崩溃的问题，本文介绍如何解决该问题。

一、问题描述

这篇文章主要介绍我们在实际开发中经常遇到的一个问题：

我们开发了一个DLL，该DLL的运行时库采用MT模式，在为该模块定义接口函数时，接口参数使用的是std::string类型。EXE程序调用DLL中的接口时遇到"Debug Assertioni Failed"错误的问题。

上面的错误提示表明触发了debug_heap.cpp文件中的一个调试断言（release模式下调用的是heap.cpp中的分配函数），该断言用于判断指针是否指向堆分配的内存块的第一块。在 release 模式下不会弹出这样的断言错误，程序可能会直接崩溃（崩溃相对来说还比较好排查），就怕出现其他不可预料的、难以排查的错误。

二、实例

现有DLLUser.exe调用DLL.dll中的TestFun函数，代码量非常小：

`DLL.dll`中`TestFun`函数定义：

DLL_API void TestFun( std::string str)
{
  return;
}

`DLLUser.exe`中调用`TestFun`函数：

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
  std::string str = "test";

  TestFun(str);

  return 0;
}

上面的代码运行之后程序就会弹出错误断言。原因是std::string在进行值传参的过程中会执行一次深拷贝，即：在堆上分配内存块，拷贝“test”到内存块中，然后将临时形参std::string对象传递到 dll 中，dll 中的TestFun函数在作用域结束后对临时形参进行释放时就出现了错误，因为尝试在dll的crt堆中释放由在exe的crt堆中分配的内存块。

三、自定义`std::allocator`

通过上面问题的分析，加上前面几篇文章对 Windows 内存体系的介绍，我们不难想出解决方案，其中一种方案就是：让std::string统一在进程的默认堆上分配内存块，而不是在各个模块的crt堆上分配。

#include <windows.h>
#include <string>
#include <vector>

template <typename T>
class vm_allocator : public std::allocator<T> {
public:
  typedef size_t size_type;
  typedef T* pointer;
  typedef const T* const_pointer;

  template<typename _Tp1>
  struct rebind {
    typedef vm_allocator<_Tp1> other;
  };

  pointer allocate(size_type n, const void *hint = 0) {
    UNREFERENCED_PARAMETER(hint);
    void* pBuffer = HeapAlloc(GetProcessHeap(), HEAP_ZERO_MEMORY, n * sizeof(T));

    return (pointer)pBuffer;
  }

  void deallocate(pointer p, size_type n) {
    UNREFERENCED_PARAMETER(n);
    if (p) {
      HeapFree(GetProcessHeap(), 0, p);
    }
  }

  vm_allocator() throw() : std::allocator<T>() {
  }

  vm_allocator(const vm_allocator &a) throw() : std::allocator<T>(a) {
  }

  template <class U>
  vm_allocator(const vm_allocator<U> &a) throw() : std::allocator<T>(a) {
  }

  ~vm_allocator() throw() {
  }
};

typedef std::basic_string<char, std::char_traits<char>, vm_allocator<char> > mystring;