SharedQueueEx逻辑与原类一致但程序退出时堆内存损坏问题求助

有两个逻辑完全一致的类：SharedQueue和SharedQueueEx。二者都包含成员m_pTail、m_pHead，Recv和Send函数通过操作这两个成员访问内部共享队列。本文只讨论Recv函数，暂时忽略Send函数。

进入Recv/Send函数时，原逻辑总会检查m_pTail/m_pHead是否为空，但实际上这两个指针一旦被初始化为非NULL值，整个程序生命周期内都不会再变为NULL。

SharedQueue(int nMaxQueueLength = MAX_QUEUE_LENGTH, int nNodeLength = MAX_NODE_LENGTH, unsigned int nDelay = 0)
{
    m_pHead = m_pTail = nullptr;
    ...
}
int Recv(const char* pBuffer, int nLength)
{
    int nRecvLength = 0;
    while (nRecvLength < nLength)
    {
        QNode* pQE = nullptr;
        #pragma region pQE = Enqueue();
        ::EnterCriticalSection(&m_cs);
        if (!m_pTail)
            // 初始化链表首个节点
            pQE = m_pHead = m_pTail = new QNode(0, m_nNodeLength);
        // 检查最后一个接收节点是否已写满
        else if (m_pTail->m_nRecvOffset >= m_nNodeLength)
    ...
}

因此对SharedQueue做了小幅修改，在构造函数中就初始化m_pTail，省去Recv中对m_pTail的空校验，修改后的类命名为SharedQueueEx。

SharedQueueEx(int nMaxQueueLength = MAX_QUEUE_LENGTH, int nNodeLength = MAX_NODE_LENGTH, unsigned int nDelay = 0)
{
    m_pHead = m_pTail = nullptr;
    // 预分配链表首个节点
    m_pTail = m_pFirstNode = new QNode(0, m_nNodeLength);
    ...
}
int Recv(const char* pBuffer, int nLength)
{
    int nRecvLength = 0;
    while (nRecvLength < nLength)
    {
        QNode* pQE = nullptr;
        #pragma region pQE = Enqueue();
        ::EnterCriticalSection(&m_cs);
        // 检查最后一个接收节点是否已写满
        if (m_pTail->m_nRecvOffset >= m_nNodeLength)
        {
            // 检查队列是否达到最大长度
            int nNewSequence = m_pTail->m_nSequence + 1;
            if (nNewSequence >= m_nMaxQueueLength)
            {
                if (!m_pHead)
                    m_pHead = m_pFirstNode;
    ...
}

SharedQueue和SharedQueueEx逻辑完全一致，同时创建两个类的实例，传入相同参数调用Recv，调试确认每次Recv调用二者运行表现完全相同。
但使用SharedQueueEx的测试程序退出时会出现内存损坏，花费大量时间排查原因未果。

测试复现说明 #

• 可运行的VC2017测试解决方案下载地址：SharedQueueTest.zip
• SharedQueueTest.cpp第16行代码如下：

#define TEST_SQEX

• 注释掉上述宏运行程序，运行正常；定义该宏运行，程序退出时会崩溃，错误提示如下：
  

备注 #

若想了解SharedQueue的实现原理，可参考以下链接：SharedQueue工作原理
附件中的项目源码已做如下修改并重新上传：

int CFeedClient::Send(const char* lpcs, int nLength)
{
    UINT r1 = random(0, nLength);
    UINT r2 = random(0, nLength);
    UINT nSent = (r1 > r2) ? (r1 - r2 + 1) : (r1 < r2) ? (r2 - r1 + 1) : 0;
    return nSent;
}

unsigned __stdcall RecvThreadFunc(LPVOID pParam)
{
    int nLength;
    char szbuf[] = "`~!@#$%^&*()_+-=[]{}\\|,./<>?0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
    ATLASSERT(strlen(szbuf) == _countof(szbuf) - 1);    // 不统计末尾的NULL字符
    while (bContRecv)
    {
        // 从其他源接收数据
        //... // (填充szBuf和nLength)，可对数据进行处理或转换
        // 将接收的数据流存入队列
        UINT r1 = random(0, _countof(szbuf) - 2);   // 不统计末尾的NULL字符
        UINT r2 = random(0, _countof(szbuf) - 2);   // 不统计末尾的NULL字符
        if (r1 > r2)
        {
            nLength = r1 - r2 + 1;
            #if defined(TEST_SQEX)
            sqEx.Recv(szbuf + r2, nLength );
            #else // TEST_SQEX
            sq  .Recv(szbuf + r2, nLength );
            #endif // TEST_SQEX
        }
        else if (r1 < r2)
        {
            nLength = r2 - r1 + 1;
            #if defined(TEST_SQEX)
            sqEx.Recv(szbuf + r1, nLength );
            #else // TEST_SQEX
            sq  .Recv(szbuf + r1, nLength );
            #endif // TEST_SQEX
        }
        //else if (r1 == r2)
        //  continue;
    }
    return 0;
}

复现堆损坏的最简方案：按如下代码替换main()和~CSharedQueueEx()，无需创建额外线程，仅在主线程调用一次Recv即可复现：

int main()
{
    std::cout << "Hello World!\n";

    char szbuf[] = "`~!@#$%^&*()_+-=[]{}\\|,./<>?0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
    ATLASSERT(strlen(szbuf) == _countof(szbuf) - 1);    // 不统计末尾的NULL字符
    int nLength = 0;

    // 从其他源接收数据
    //... // (填充szBuf和nLength)，可对数据进行处理或转换
    // 将接收的数据流存入队列
    UINT r1 = random(0, _countof(szbuf) - 2);   // 不统计末尾的NULL字符
    UINT r2 = random(0, _countof(szbuf) - 2);   // 不统计末尾的NULL字符
    if (r1 > r2)
    {
        nLength = r1 - r2 + 1;
        #if defined(TEST_SQEX)
        sqEx.Recv(szbuf + r2, nLength );
        #else // TEST_SQEX
        sq  .Recv(szbuf + r2, nLength );
        #endif // TEST_SQEX
    }
    else if (r1 < r2)
    {
        nLength = r2 - r1 + 1;
        #if defined(TEST_SQEX)
        sqEx.Recv(szbuf + r1, nLength );
        #else // TEST_SQEX
        sq  .Recv(szbuf + r1, nLength );
        #endif // TEST_SQEX
    }
    return 0;
}
~SharedQueueEx()
{
    ::EnterCriticalSection(&m_cs);
    // 清空所有节点
    try
    {
        #if defined(TEST_SQEX)
        if (!m_pHead)
            m_pHead = m_pFirstNode;
        #endif // TEST_SQEX
        for (QNode* pNext; m_pHead; m_pHead = pNext)
            pNext = m_pHead->m_pNext, delete m_pHead;
        m_pHead = m_pTail = nullptr;
    }
    catch (...)
    {
    }
    ::LeaveCriticalSection(&m_cs);
    ::DeleteCriticalSection(&m_cs);
}

程序退出时会弹出“Heap Corruption...”提示框。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者HaeRim Lee