Утечка памяти в gcc 4.8.1 при использовании thread_local?

Valgrind сообщает о протекающих блоках, по-видимому, один в потоке, в следующем коде:

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <list>
#include <chrono>

std::mutex cout_mutex;

struct Foo
{
    Foo() 
    { 
        std::lock_guard<std::mutex> lock( cout_mutex );
        std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << '\n'; 
    }

    ~Foo() 
    { 
        std::lock_guard<std::mutex> lock( cout_mutex );
        std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << '\n'; 
    }

    void 
    hello_world() 
    { 
        std::lock_guard<std::mutex> lock( cout_mutex );
        std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << '\n'; 
    }
};

void
hello_world_thread()
{
    thread_local Foo foo;

    // must access, or the thread local variable may not be instantiated
    foo.hello_world();

    // keep the thread around momentarily
    std::this_thread::sleep_for( std::chrono::milliseconds( 100 ) );
}

int main()
{
    for ( int i = 0; i < 100; ++i )
    {
        std::list<std::thread> threads;

        for ( int j = 0; j < 10; ++j )
        {
            std::thread thread( hello_world_thread );
            threads.push_back( std::move( thread ) );
        }

        while ( ! threads.empty() )
        {
            threads.front().join();
            threads.pop_front();
        }
    }
}

Версия компилятора:

$ g++ --version
g++ (GCC) 4.8.1
Copyright (C) 2013 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

Параметры сборки GCC:

--enable-shared
--enable-threads=posix
--enable-__cxa_atexit
--enable-clocale=gnu
--enable-cxx-flags='-fno-omit-frame-pointer -g3'
--enable-languages=c,c++
--enable-libstdcxx-time=rt
--enable-checking=release
--enable-build-with-cxx
--disable-werror
--disable-multilib
--disable-bootstrap
--with-system-zlib

Параметры компиляции программы:

g++ -std=gnu++11 -Og -g3 -Wall -Wextra -fno-omit-frame-pointer thread_local.cc

Версия valgrind:

$ valgrind --version
valgrind-3.8.1

Параметры Valgrind:

valgrind --leak-check=full --verbose ./a.out > /dev/null

Хвост вывода valgrind:

==1786== HEAP SUMMARY:
==1786==     in use at exit: 24,000 bytes in 1,000 blocks
==1786==   total heap usage: 3,604 allocs, 2,604 frees, 287,616 bytes allocated
==1786== 
==1786== Searching for pointers to 1,000 not-freed blocks
==1786== Checked 215,720 bytes
==1786== 
==1786== 24,000 bytes in 1,000 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1
==1786==    at 0x4C29969: operator new(unsigned long, std::nothrow_t const&) (vg_replace_malloc.c:329)
==1786==    by 0x4E8E53E: __cxa_thread_atexit (atexit_thread.cc:119)
==1786==    by 0x401036: hello_world_thread() (thread_local.cc:34)
==1786==    by 0x401416: std::thread::_Impl<std::_Bind_simple<void (*())()> >::_M_run() (functional:1732)
==1786==    by 0x4EE4830: execute_native_thread_routine (thread.cc:84)
==1786==    by 0x5A10E99: start_thread (pthread_create.c:308)
==1786==    by 0x573DCCC: clone (clone.S:112)
==1786== 
==1786== LEAK SUMMARY:
==1786==    definitely lost: 24,000 bytes in 1,000 blocks
==1786==    indirectly lost: 0 bytes in 0 blocks
==1786==      possibly lost: 0 bytes in 0 blocks
==1786==    still reachable: 0 bytes in 0 blocks
==1786==         suppressed: 0 bytes in 0 blocks
==1786== 
==1786== ERROR SUMMARY: 1 errors from 1 contexts (suppressed: 2 from 2)
--1786-- 
--1786-- used_suppression:      2 dl-hack3-cond-1
==1786== 
==1786== ERROR SUMMARY: 1 errors from 1 contexts (suppressed: 2 from 2)

Конструкторы и деструкторы выполнялись один раз для каждого потока:

$ ./a.out | grep 'Foo::Foo' | wc -l
1000

$ ./a.out | grep hello_world | wc -l
1000

$ ./a.out | grep 'Foo::~Foo' | wc -l
1000

Примечания:

  • Если вы измените количество созданных потоков, количество просочившихся блоков соответствует количеству потоков.
  • Код структурирован таким образом, чтобы разрешить повторное использование ресурсов (т.е. просочившийся блок), если бы был реализован GCC.
  • Из valgrind stacktrace, thread_local.cc:34 - это строка: thread_local Foo foo;
  • Из-за вызова sleep_for() запуск программы занимает около 10 секунд.

Любая идея, если эта утечка памяти в GCC, результат моих настроек конфигурации или какая-то ошибка в моей программе?

ОТВЕТЫ

Ответ 1

Кажется, утечка исходит из динамической инициализации.

Вот пример с int:

thread_local int num=4; //static initialization

Последний пример не протекает. Я попробовал это с двумя потоками и без каких-либо утечек.

Но теперь:

int func()
{
    return 4;
}
thread_local int num2=func(); //dynamic initialization

Эта одна утечка! С помощью 2 потоков он дает total heap uage: 8 allocs, 6 frees, 428 bytes allocated...

Я предлагаю вам использовать обходной путь, например:

thread_local Foo *foo = new Foo; //dynamic initialization

Не забывайте в конце выполнения потока:

delete foo;

Но последний пример как одна проблема: что делать, если поток заканчивается с ошибкой перед удалением? Утечка снова...

Кажется, что нет большого решения. Может быть, мы должны сообщить об этом разработчикам g++ об этом?

Ответ 2

попробуйте удалить thread_local и используя следующий код

    void
    hello_world_thread()
    {
        Foo foo;

        // must access, or the thread local variable may not be instantiated
        foo.hello_world();

        // keep the thread around momentarily
        std::this_thread::sleep_for( std::chrono::milliseconds( 100 ) );
    }

foo внутри hello_world_thread должен находиться в локальном стеке для каждого потока. поэтому каждый поток будет содержать свою собственную копию foo. не нужно явно указывать его как thread_local. Thread_local следует использовать в контексте, когда у вас есть что-то вроде статической или переменной уровня пространства имен, но вы хотите, чтобы каждая переменная сохраняла свою собственную копию для каждого потока.

Отношения Каджал