c++ - 具有shared_ptr的成员的C++析构函数顺序

Question

如果A类包含B类，则当A析构时，B的析构函数将首先被调用，即其嵌套关系的颠倒顺序。

但是，如果A包含shared_ptr的B，而B包含指向A的原始指针，我们应该如何处理析构函数以使其安全呢？

考虑以下示例:

#include <iostream>
#include <memory>
#include <unistd.h>

struct B;
struct A {
  int i = 1;
  std::shared_ptr<B> b;

  A() : b(std::make_shared<B>(this)) {}

  ~A() {
    b = nullptr;
    std::cout << "A destruct done" << std::endl;
  }
};

struct B {
  A *a;

  B(A *aa) : a(aa) {}

  ~B() {
    usleep(2000000);
    std::cout << "value in A: " << a->i << std::endl;
    std::cout << "B destruct done" << std::endl;
  }
};

int main() {
  std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
  {
    A a;
  }
  std::cout << "done\n";
  return 0;
}

您可以在 A的析构函数中看到，我将b显式设置为 nullptr，它将立即触发 B的析构函数，并阻塞直到完成。
输出将是:

Hello, World!
value in A: 1
B destruct done
A destruct done
done

但是如果我注释掉那条线

  ~A() {
    // b = nullptr; // <---
    std::cout << "A destruct done" << std::endl;
  }

输出将是:

Hello, World!
A destruct done
value in A: 1
B destruct done
done

似乎 A的析构函数无需等待 B进行析构就可以完成。但是在这种情况下，我期望段错误，因为当 A已经被破坏时， B试图访问 A的成员，这是无效的。但是，为什么程序不产生段错误？碰巧还可以吗(即 undefined behavior)？

而且，当我改变

 {
    A a;
 }

至

  A * a = new A();
  delete a;

输出仍然相同，无段故障。

Answer 1

准确地了解正在发生的事情很重要。当A被销毁时，以下事件将按以下顺序发生:

A::~A()被调用。

A对象的生命周期结束。该对象仍然存在，但不再存在。 ([basic.life] /1.3)

执行A::~A()的主体。

A::~A()以相反的声明顺序隐式调用A的直接非静态成员的析构函数([class.dtor] / 9，[class.base.init] /13.3)

A::~A()返回。

A对象不再存在([class.dtor] / 16)。它曾经占用的内存将变为“已分配存储”([basic.life] / 6)，直到被释放。

(所有引用均引用C++ 17标准)。

在第二版的析构函数中:

~A() {
    std::cout << "A destruct done" << std::endl;
}

语句打印后，成员 b被销毁，这将导致拥有的 B对象被销毁。此时， i尚未被销毁，因此可以安全地访问它。之后， B析构函数返回。然后， i被“销毁”(有关某些细节，请参见 CWG 2256)。最后，返回 A的析构函数。那时，尝试访问成员 i不再合法。