小心DLL链接静态库时的内存错误

本文转自http://www.bennychen.cn/2010/09/%E5%B0%8F%E5%BF%83dll%E9%93%BE%E6%8E%A5%E9%9D%99%E6%80%81%E5%BA%93%E6%97%B6%E7%9A%84%E5%86%85%E5%AD%98%E9%94%99%E8%AF%AF/

最近写的模块，在独立的应用程序中测试是没问题的，但把它装配成DLL后，再在另一个应用程序中调用时却出现了内存错误。程序的模块链接关系大概是这样的：

module就是我所写的模块，在这里被封装为DLL，因为要使用json相关的功能，该DLL链接了一个静态库 (jsoncpp.lib)。最后在应用程序中导入并使用module.dll，同时因为在应用程序中也需要用到json，所以应用程序也链接了jsoncpp.lib。

以下用一些伪代码来描述这些模块间的调用关系，以具现出这个错误。

jsoncpp.lib为c++提供了功能齐全的json操作，其核心的类是Json::Value。（阅读本篇文章你无需了解太多json）

module.dll中导出了一个接口：

//ModuleClass.h
#include "json/value.h"

#if defined MODULE_EXPORTS
#define MODULE_EXPORTS __declspec(dllexport)
#else
#define MODULE_EXPORTS __declspec(dllimport)
#endif

class ModuleClass
{
public:
    MODULE_EXPORTS void AllocSomeMemory( Json::Value &root )
    {
        // 这将申请一些内存，因为会new出一个Json::Value，并append到root上
        root.append( "testString" );
    }
};

应用程序：

#include "json/value.h"
#include "ModuleClass.h"
int main()
{
    Json::Value root;
    ModuleClass::AllocSomeMemory( root );
}

在Debug模式下，当main函数执行完毕，对Json::Value root进行析构时，程序便出现了异常。分析下，很显然，调用ModuleClass::MallocMemoryHere时申请的内存，是在module.dll中申请的，而对这些内存的析构则是在应用程序（.exe）中进行的（析构root会同时析构append在root上的所有子Json::Value）。不过，这是异常的真正原因么？

追踪到异常的出错点：dbgheap.c文件中那句ASSERT语句。

/*
* If this ASSERT fails, a bad pointer has been passed in. It may be
* totally bogus, or it may have been allocated from another heap.
* The pointer MUST come from the 'local' heap.
*/
_ASSERTE(_CrtIsValidHeapPointer(pUserData));

注释中的最后一句话”The pointer MUST come from the ‘local’ heap“引起了我的警惕，难道对于内存的申请和释放不是在同一个heap上，除了‘local’ heap还有一个什么heap么。

去MSDN上搜索了关于_CrtIsValidHeapPointer，似乎找到了答案，以下这段话是MSDN上对于_CrtIsValidHeapPointer的介绍：

The _CrtIsValidHeapPointer function is used to ensure that a specific memory address is within the local heap. The local heap refers to the heap created and managed by a particular instance of the C run-time library. If a dynamic-link library (DLL) contains a static link to the run-time library, it has its own instance of the run-time heap, and therefore its own heap, independent of the application’s local heap. When _DEBUG is not defined, calls to _CrtIsValidHeapPointer are removed during preprocessing.

注意字体加粗的部分，这不正应对我的情形么？！错误不在于DLL中申请的内存在EXE中释放，而在于如果这个DLL拥有一个静态链接，它就会拥有独立的运行时堆，独立于应用程序的堆。这样对于内存申请和释放并不是在同一个堆上进行的，当然出错了。

解决：虽然MSDN上最后说，如果把项目改成release的，这个ASSERT就将避免，但这是放纵内存泄露，最好的解决办法是将静态链接也改成动态链接，这样就使得DLL能够和应用程序共享同一个堆，错误也得以避免。

于是，我修改了jsoncpp的项目配置，生成jsoncpp的动态链接库，而不是使用静态库，重新导入到module.dll中，错误解决。

附jsoncpp编译方法：

要使用jsoncpp库 我们需要获取到静态链接库或者动态链接库以及相应的头文件 
下面我们就对这一过程进行详细说明：（windows平台） 
第一步：到sourceforge下载最新的jsoncpp库http://sourceforge.net/projects/jsoncpp/files/jsoncpp/ 
           目前最新的版本为0.6.0-rc2 
第二步：解压得到的jsoncpp-src-0.6.0-rc2.tar.gz文件 
           定位到目录\jsoncpp-src-0.6.0-rc2\makefiles\vs71会发现一个jsoncpp.sln的VS工程文件，用VS打开 
第三步：设置jsoncpp库的runtime library  
            这一步根据自己项目工程需要来设置  我的工程采用的是Multi-threaded Debug DLL (/MDd) 
            设置方法： 
             1.右键工程properties->Configuration Properties->C/C++->Code Generation 
             2.在弹出窗口左上方Configuration选择debug  然后将面板中Runtime Library设置为Multi-threaded Debug DLL (/MDd) 
             3.在弹出窗口左上方Configuration选择release 然后将面板中Runtime Library设置为Multi-threaded DLL (/MD) 
注意： 
通过以上设置之后 release版本的库在使用过程中会有编译不通过的问题，解决方法如下： 
1.右键工程properties->Configuration Properties->C/C++->Output Files 将Assembler Output设置为No Listing 
2.properties->Configuration Properties->C/C++->Optimization 将Optimization设置为Full Optimization(/ox) 
然后继续

第四步：抽取自己的库 
           1.在想要存便已完成的库的地方如(C:\)建立文件夹jsoncpp-0.6.0，并建立子目录jsoncpp-0.6.0\lib_json\debug  jsoncpp-0.6.0\lib_json\release 
           2.将工程目录中的jsoncpp-src-0.6.0-rc2\include文件夹拷贝至jsoncpp-0.6.0下 
           3.将jsoncpp-src-0.6.0-rc2\build\vs71\debug\lib_json\lib_json.lib拷贝至jsoncpp-0.6.0\lib_json\debug 
           4.将jsoncpp-src-0.6.0-rc2\build\vs71\release\lib_json\lib_json.lib拷贝至jsoncpp-0.6.0\lib_json\release 
OK  至此我们需要的库就打包好了jsoncpp-0.6.0 
使用方法跟一般静态链接库的用法相同