Effective C++ 상속된 클래스가 있는 경우 가상 소멸자를 사용

Use virtual destructor when existing inherit class

상속받는 클래스가 존재하는 경우 가상 소멸자를 사용하는것이 중요하다.

그렇지 않으면 메모리가 해제되지 않는 현상이 발생할 수 있다.

 

잘못된 코드

만약에 업캐스팅을 사용하는 코드가 있을때 다음의 코드는 어떻게 출력이 될까?

#include <iostream>

class TimeKeeper {
public:
   TimeKeeper() { std::cout << "TimeKeeper constructor" << std::endl; };
   ~TimeKeeper() { std::cout << "TimeKeeper destructor" << std::endl; };
private:
};

class AtomicTimeKeeper : public TimeKeeper {
public:
   AtomicTimeKeeper() { std::cout << "AtomicTimeKeeper constructor" << std::endl; };
   ~AtomicTimeKeeper() { std::cout << "AtomicTimeKeeper destructor" << std::endl; };
private:
};
AtomicTimeKeeper*  CreateAtomicTimeKeeper() {
   return new AtomicTimeKeeper();
}

int main() {
   TimeKeeper *t = CreateAtomicTimeKeeper();

   delete(t);
}

//출력 결과
TimeKeeper constructor
AtomicTimeKeeper constructor
TimeKeeper destructor

동적할당 생성된 AtomicTimeKeeper를 상위 클래스인 TimeKeeper로 업캐스팅 시켰기 때문에
TimeKeeper로 인식하므로,
소멸 시 TimeKeeper의 소멸자만 호출되며, AtomicTimeKeeper라는 클래스의 소멸자는 불리지 않게 된다.

만약 하위 객체 AtomicTimeKeeper에 동적 할당된 자원이 존재할 경우
상위 객체의 소멸자만 호출되기 때문에 메모리 누수가 발생할 빌미를 제공한다.

이러한 문제점은 프로그램이 커지거나 지속적으로 사용시 문제를 야기할 수 있으며 잘못된 코드이다.

이때 필요한 것이 바로 virtual 키워드가 붙은 가상 상속자이다.

 

가상 소멸자를 사용한 올바른 코드

#include <iostream>

class TimeKeeper {
public:
   TimeKeeper() { std::cout << "TimeKeeper constructor" << std::endl; };
   virtual ~TimeKeeper() { std::cout << "TimeKeeper destructor" << std::endl; };
private:
};

class AtomicTimeKeeper : public TimeKeeper {
public:
   AtomicTimeKeeper() { std::cout << "AtomicTimeKeeper constructor" << std::endl; };
   ~AtomicTimeKeeper() { std::cout << "AtomicTimeKeeper destructor" << std::endl; };
private:
};
AtomicTimeKeeper* getTimeKeeper() {
   return new AtomicTimeKeeper();
}

int main() {
   TimeKeeper *t = getTimeKeeper();

   delete(t);
}

위의 코드는 가상 소멸자를 사용함으로써 자식을포함해 부모까지 적절히 없애주는 코드이다. 위의 코드를 실행하면

//출력 결과
TimeKeeper constructor
AtomicTimeKeeper constructor
AtomicTimeKeeper destructor
TimeKeeper destructor

이와 같은 결과를 얻을 수 있다. 그렇기 때문에 자식이 존재하는 일반 클래스라면 가상 소멸자를 사용하여 업캐스팅 된 객체가 소멸되더라도 실제 자식의 소멸자가 호출되도록 만들어 주어야 한다.

하지만 그렇다고 무조건 virtual 키워드를 사용해서는 안되는데, virtual 키워드를 사용하게되면 가상 함수 테이블 포인터(vptr, virtual table pointer)가 생기고, 가상 함수 테이블(vtbl, virtual table)에 등록이 된다.
이러한 이유 때문에 메모리 적으로 공간을 차지하기 때문에 불필요 한 부분에 막 virtual을 붙여서는 안된다.

 

이처럼 virtual만의 특징이 있지만 가상 소멸자가 존재하지 않는 std::string등을 상속받아 클래스를 구현하고, 업캐스팅 하여 사용하게 되면 가상 소멸자가 존재하지 않기 때문에 상속받은 클래스의 메모리는 해제되지 않는다.

이처럼 가상 소멸자의 사용을 조심히 하고, 상속을 해 주는 클래스에는 가상 소멸자를 선언하는것을 유념해 두고 코드를 작성해야한다.