C++ 상속된 클래스가 있는 경우 가상 소멸자를 사용하자.

Use virtual destructor when existing inherit class

상속받는 클래스가 존재하는 경우 가상 소멸자를 사용하는것이 중요하다. 잘못하다간 메모리가 해제되지 않는 현상이 발생한다. 다음의 코드를 보고 문제점에 주의를 기울여야한다.

Normal code

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* getTimeKeeper() {
   return new AtomicTimeKeeper();
}

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

   delete(t);
}

TimeKeeper constructor
AtomicTimeKeeper constructor
TimeKeeper destructor

t라는 객체가 업캐스팅 되어 받기 때문에 TimeKeeper으로 인식하게 되고, AtomicTimeKeeper라는 클래스의 소멸자는 불리지 않게 된다.

그렇기 때문에 메모리를 해제 하였음에도 불구하고 해제되지 않은 메모리가 존재하게 된다. 이러한 문제점은 프로그램이 커지거나 지속적으로 사용시 문제를 야기할 수 있으며 잘못된 코드이다.

Virtual Destructor code

#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

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.

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