(const)类对象销毁期间的成员访问是否存在未定义行为？

核心问题 #

取消注释下述代码中的任意一行注释后，程序是否存在未定义行为（UB）？

#include<atomic>
#include<iostream>
#include<thread>

std::atomic<bool> a = false;

struct T {
    int i;
    void reset() { i = 0; }
    ~T() {
        while(!a);
        //reset();
        a = false;
        while(!a);
    }
};

int main() {
    std::thread x;
    {
        const T t{42};
        x = std::thread([&t]{
            std::cout << t.i << "\n";
            a = true;
            while(a);
            //const_cast<T&>(t).reset();
            //const_cast<int&>(t.i) = 0;
            std::cout << t.i << "\n";
            a = true;
        });
    }
    x.join();
}

编译器行为差异 #

GCC运行后输出42后接0，而Clang两次输出42。

场景分析 #

原线程捕获t引用的情况 #

直觉判断这属于未定义行为：t的生存期在析构函数调用时结束，线程中对t.i的访问跨越了对象生存期。不过t此时处于“销毁中”的特殊阶段，目前尚未找到C++标准中明确判定此情况为UB的条款。

修改为捕获t.i引用的场景 #

如果不在线程中直接使用t，而是在析构函数调用开始前同步捕获t.i的引用，后续通过该引用进行读写操作——这种情况下无需在对象生存期外访问t的成员。有意思的是，这种写法下Clang不会再出现两次输出42的情况。

const限定符的影响 #

t的const限定符本身不决定是否构成UB，但会影响编译器的优化逻辑，比如Clang的处理方式。除了对象构造和销毁期间，自动存储期的const对象不可被修改或替换，因此编译器通常会假设i的值不会发生变化，哪怕t的引用逃逸到了未知函数中。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user17732522