Boost Asio C++20协程：co_spawn按引用传参出现异常结果

现象复现 #

当session协程的参数使用const std::string&按引用传递时：

#include <boost/asio.hpp>
#include <iostream>

boost::asio::awaitable<void> session(const std::string& name)
{
    std::cout << "Starting " << name << std::endl;
    auto executor = co_await boost::asio::this_coro::executor;
}

int main()
{
    boost::asio::io_context io_context;

    co_spawn(io_context, session("ServerA"), boost::asio::detached);
    co_spawn(io_context, session("ServerB"), boost::asio::detached);

    io_context.run();

    return 0;
}

编译运行后出现异常输出：

> g++ -std=c++20 ../test-coro.cpp -o test-coro && ./test-coro
Starting ServerB
Starting ServerB

而将参数改为按值传递后：

#include <boost/asio.hpp>
#include <iostream>

boost::asio::awaitable<void> session(std::string name)
{
    std::cout << "Starting " << name << std::endl;
    auto executor = co_await boost::asio::this_coro::executor;
}

int main()
{
    boost::asio::io_context io_context;

    co_spawn(io_context, session("ServerA"), boost::asio::detached);
    co_spawn(io_context, session("ServerB"), boost::asio::detached);

    io_context.run();

    return 0;
}

运行结果正常：

> g++ -std=c++20 ../test-coro.cpp -o test-coro && ./test-coro
Starting ServerA
Starting ServerB

请问此现象是预期行为还是编译器/库的Bug？若为预期行为，原因是什么？

环境：Arch Linux 5.18.16-arch1-1，gcc (GCC) 12.2.0，boost版本1.79

回答 #

这是预期行为，本质是临时对象生命周期与协程调度时机不匹配导致的未定义行为，具体原因如下：

• 调用session("ServerA")时，会创建一个临时的std::string对象，这个临时对象的生命周期仅局限于当前表达式语句，语句执行完毕后就会被销毁。
• Boost.Asio的co_spawn函数并不会立刻执行协程体，它会将协程包装成任务加入到io_context的队列中，等待后续调度执行。
• 当协程真正被调度执行时，原先的临时std::string已经被销毁，此时引用指向的是已释放的内存空间，这属于C++标准中的未定义行为。你看到两次输出"ServerB"只是未定义行为的一种表现形式——比如第一个临时对象的内存被第二个临时对象覆盖，导致两个协程都读取到了后续的值。
• 改为按值传递时，std::string参数会被拷贝到协程的内部状态中，其生命周期与协程绑定，直到协程执行完毕才会销毁，因此能正确访问参数值。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者R.J