为何__attribute__((destructor))析构函数中全局vector值访问异常

1. 全局vector访问异常的原因 #

这个问题本质是全局C++对象析构顺序和__attribute__((destructor))默认执行顺序的冲突：

• GCC中，未指定优先级的__attribute__((destructor))函数，默认执行时机晚于所有全局C++对象的析构函数调用。
• 测试中用到的int、数组属于POD（Plain Old Data）类型，没有自定义析构函数，程序运行全程静态存储区的对应内存不会被自动修改，所以在destructor函数中能读到正确值。
• 而vector是有自定义析构函数的非POD类型：main函数返回后，系统会先调用所有全局vector的析构函数，释放其管理的堆内存（也就是存储元素的空间），但vector对象本身位于静态存储区的内存（存储size、capacity、数据指针的成员变量）不会被操作系统立即回收，所以你读取size能得到原来的数值，但访问数据指针指向的已释放堆内存时，就属于未定义行为，会读到垃圾值、或者内存被回收后被改写的初始值，你遇到的预分配大小的vector读到初始0值的情况，就是这种未定义行为的偶然表现。

2. 可行的解决方案 #

有以下几种常用的实现方式：

• 方案1：给destructor指定高优先级
  GCC的destructor属性支持传入优先级参数，数值越小执行优先级越高（100以内为系统保留优先级，不要使用），指定优先级大于等于101的destructor函数，会在全局C++对象析构之前执行，修改代码中的函数声明即可：

  void after_main() __attribute__((destructor(101)));
  

  无需修改其他代码即可正常访问全局vector。

• 方案2：使用atexit注册退出函数
  C标准库的atexit注册的函数，执行时机默认在全局对象析构之前，兼容性比GCC专属的属性扩展更好，代码修改示例：

  #include <cstdlib> // 引入atexit头文件
  #include <vector>
  #include <iostream>
  using namespace std;
  
  vector<int> t1;
  void after_main(){
      cout << t1.size() << endl;
      cout << t1[0] << endl;
  }
  int main(){
      atexit(after_main); // main开头先注册退出函数
      t1.push_back(10);
      t1.push_back(20);
  }
  

• 方案3：用动态分配的全局容器指针
  手动控制容器的生命周期，避免系统自动调用析构：

  vector<int>* t1 = nullptr;
  void after_main() __attribute__((destructor));
  void after_main(){
      cout << t1->size() << endl;
      cout << (*t1)[0] << endl;
      delete t1; // 访问完成后手动释放内存
  }
  int main(){
      t1 = new vector<int>();
      t1->push_back(10);
      t1->push_back(20);
  }
  

内容的提问来源于stack exchange，提问作者yrb