一、问题描述

while(1)
{   QMapIterator<QString, int> i(map);while (i.hasNext()) {i.next();qDebug() << i.key() << "1: " << i.value();}QMap<QString, int>::const_iterator i2 = map.constBegin();while (i2 != map.constEnd()) {qDebug() << i2.key() << "2: " << i2.value();++i2;}QMap<QString, int>::iterator i3 =    map.find(QString::number((int)this));if( i3 != map.end() && i3.key() == QString::number((int)this) ){qDebug() << i3.key() << "3: " << i3.value();}
}

上述代码中map为全局变量，多线程运行时会出现coredump
1、反馈上述3段遍历map的代码，屏蔽任何一段都不会coredump。（后来发现不对，屏蔽第2段时也会coredump）。
2、对全部代码加读锁时依然coredump，加写锁时正常。
3、根据代码分析应该没有对map的写操作，但是通过现象分析可能有对map的写操作。

二、源码分析

所以先看QMap的源码有没有对map的写操作，先看QMapIterator的源码
qiterator.h：

#define Q_DECLARE_MUTABLE_ASSOCIATIVE_ITERATOR(C) \
\
template <class Key, class T> \
class QMutable##C##Iterator \
{ \typedef typename Q##C<Key,T>::iterator iterator; \typedef typename Q##C<Key,T>::const_iterator const_iterator; \typedef iterator Item; \Q##C<Key,T> *c; \iterator i, n; \inline bool item_exists() const { return const_iterator(n) != c->constEnd(); } \
public: \inline QMutable##C##Iterator(Q##C<Key,T> &container) \: c(&container) \{ i = c->begin(); n = c->end(); } \inline QMutable##C##Iterator &operator=(Q##C<Key,T> &container) \{ c = &container; i = c->begin(); n = c->end(); return *this; } \inline void toFront() { i = c->begin(); n = c->end(); } \inline void toBack() { i = c->end(); n = c->end(); } \inline bool hasNext() const { return const_iterator(i) != c->constEnd(); } \inline Item next() { n = i++; return n; } \inline Item peekNext() const { return i; } \inline bool hasPrevious() const { return const_iterator(i) != c->constBegin(); } \inline Item previous() { n = --i; return n; } \inline Item peekPrevious() const { iterator p = i; return --p; } \inline void remove() \{ if (const_iterator(n) != c->constEnd()) { i = c->erase(n); n = c->end(); } } \inline void setValue(const T &t) { if (const_iterator(n) != c->constEnd()) *n = t; } \inline T &value() { Q_ASSERT(item_exists()); return *n; } \inline const T &value() const { Q_ASSERT(item_exists()); return *n; } \inline const Key &key() const { Q_ASSERT(item_exists()); return n.key(); } \inline bool findNext(const T &t) \{ while (const_iterator(n = i) != c->constEnd()) if (*i++ == t) return true; return false; } \inline bool findPrevious(const T &t) \{ while (const_iterator(i) != c->constBegin()) if (*(n = --i) == t) return true; \n = c->end(); return false; } \
};

这里对迭代器封装了一下，使用了QMap的原始指针，没看出问题。但是在调试过程中发现，实际是进到下面代码

#define Q_DECLARE_ASSOCIATIVE_ITERATOR(C) \
\
template <class Key, class T> \
class Q##C##Iterator \
{ \typedef typename Q##C<Key,T>::const_iterator const_iterator; \typedef const_iterator Item; \Q##C<Key,T> c; \const_iterator i, n; \inline bool item_exists() const { return n != c.constEnd(); } \
public: \inline Q##C##Iterator(const Q##C<Key,T> &container) \: c(container), i(c.constBegin()), n(c.constEnd()) {} \inline Q##C##Iterator &operator=(const Q##C<Key,T> &container) \{ c = container; i = c.constBegin(); n = c.constEnd(); return *this; } \inline void toFront() { i = c.constBegin(); n = c.constEnd(); } \inline void toBack() { i = c.constEnd(); n = c.constEnd(); } \inline bool hasNext() const { return i != c.constEnd(); } \inline Item next() { n = i++; return n; } \inline Item peekNext() const { return i; } \inline bool hasPrevious() const { return i != c.constBegin(); } \inline Item previous() { n = --i; return n; } \inline Item peekPrevious() const { const_iterator p = i; return --p; } \inline const T &value() const { Q_ASSERT(item_exists()); return *n; } \inline const Key &key() const { Q_ASSERT(item_exists()); return n.key(); } \inline bool findNext(const T &t) \{ while ((n = i) != c.constEnd()) if (*i++ == t) return true; return false; } \inline bool findPrevious(const T &t) \{ while (i != c.constBegin()) if (*(n = --i) == t) return true; \n = c.constEnd(); return false; } \
};

这里使用了QMap的对象，使用了拷贝构造
qmap.h

template <class Key, class T>
inline QMap<Key, T>::QMap(const QMap<Key, T> &other)
{if (other.d->ref.ref()) {d = other.d;} else {d = QMapData<Key, T>::create();if (other.d->header.left) {d->header.left = static_cast<Node *>(other.d->header.left)->copy(d);d->header.left->setParent(&d->header);d->recalcMostLeftNode();}}
}

template <class Key, class T>
class QMap
{typedef QMapNode<Key, T> Node;QMapData<Key, T> *d;
......
}
struct Q_CORE_EXPORT QMapDataBase
{QtPrivate::RefCount ref;int size;QMapNodeBase header;QMapNodeBase *mostLeftNode;
....
}

QMap有一个d指针，d指针对象中有一个引用计数器，和红黑树使用的一些指针。所以d指针实际有了智能指针的功能。怀疑是智能指针跨线程使用问题，分析代码正常。顺便分析一下QMap的代码看看d指针。

inline QMap() Q_DECL_NOTHROW : d(static_cast<QMapData<Key, T> *>(const_cast<QMapDataBase *>(&QMapDataBase::shared_null))) { }const QMapDataBase QMapDataBase::shared_null = { Q_REFCOUNT_INITIALIZE_STATIC, 0, { 0, 0, 0 }, 0 };

QMap构造时d指针为空

template <class Key, class T>
Q_INLINE_TEMPLATE typename QMap<Key, T>::iterator QMap<Key, T>::insert(const Key &akey, const T &avalue)
{detach();Node *n = d->root();
.....
}
inline void detach() { if (d->ref.isShared()) detach_helper(); }template <class Key, class T>
Q_OUTOFLINE_TEMPLATE void QMap<Key, T>::detach_helper()
{QMapData<Key, T> *x = QMapData<Key, T>::create();if (d->header.left) {x->header.left = static_cast<Node *>(d->header.left)->copy(x);x->header.left->setParent(&x->header);}if (!d->ref.deref())d->destroy();d = x;d->recalcMostLeftNode();
}

第一次Insert时会调用detach，此时d指针的引用计数为-1，所以会调用detach_helper，对d指针进行初始化，初始化后引用计数为1。以后insert都不会再调用detach_helper。
使用QMutableMapIterator会调用
#define Q_DECLARE_MUTABLE_ASSOCIATIVE_ITERATOR©
这里使用map的原始指针，测试没有问题

三、调试代码

在用VS调试过程中偶然发现map的d指针内容会改变，怀疑有地方对map做了写操作。通过调试发现find后map的d指针内容会改变。查看find代码

template <class Key, class T>
Q_INLINE_TEMPLATE typename QMap<Key, T>::iterator QMap<Key, T>::find(const Key &akey)
{detach();Node *n = d->findNode(akey);return iterator(n ? n : d->end());
}

inline void detach() { if (d->ref.isShared()) detach_helper(); }

template <class Key, class T>
Q_OUTOFLINE_TEMPLATE void QMap<Key, T>::detach_helper()
{QMapData<Key, T> *x = QMapData<Key, T>::create();if (d->header.left) {x->header.left = static_cast<Node *>(d->header.left)->copy(x);x->header.left->setParent(&x->header);}if (!d->ref.deref())d->destroy();d = x;d->recalcMostLeftNode();
}

可以看出如果map引用计数大于1时，会执行detach_helper，这里对map的d指针作了一次拷贝操作。改变了d的地址和内容。

inline ~QMap() { if (!d->ref.deref()) d->destroy(); }

把这段代码放到单线程运行，分析其运行过程。

while(1)
{QMapIterator<QString, int> i(map);while (i.hasNext()) {i.next();qDebug() << i.key() << "1: " << i.value();}
//执行第一段后map的d指针的引用计数变为2QMap<QString, int>::const_iterator i2 = map.constBegin();while (i2 != map.constEnd()) {qDebug() << i2.key() << "2: " << i2.value();++i2;}QMap<QString, int>::iterator i3 =  map.find(QString::number((int)this));
//执行find后，因为map的d指针的引用计数变为2，会执行detach_helper，map的d指针被重新拷贝赋值，它的引用计数初始化为1，地址和内容都改变。原来i中的c的d指针（即原map的d指针）的引用计数变为1，内容不变。if( i3 != map.end() && i3.key() == QString::number((int)this) ){qDebug() << i3.key() << "3: " << i3.value();}
}
//全部执行完后局部变量i析构，i中的c析构，会释放c的d指针的所有内容，即原map的所有内容被释放。
//下一循环使用新的map来构造i。

所以单线程没有问题，多线程时如果原map析构后，有其它线程使用其内容就会coredump

四、修改方法

1、QMapIterator换成QMutableMapIterator 使用QMap的指针，避免了拷贝（引用计数）
2、find换成constFind 避免了使用detach

发现begin和end也会做detach操作，所有带有detach操作的方法跨线程使用时都可能出现野指针的情况。

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QMAP导致崩溃问题分析

文章目录

一、问题描述

二、源码分析

三、调试代码

四、修改方法

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