C++内存错误检测利器--AddressSanitizer
一、概述 1、常见内存问题场景 野指针： 指针未初始化就使用(非法的随机值)、指针越界非法访问，或指向一个已释放的对象等。 内存泄露： 申请的堆内存使用完毕后忘记释放，内存还占着，但地址丢失，自己已经不能控制这块内存，而系统也不能再次将它分配给需要的程序。内存泄漏次数多了就会导致内存溢出。 内存溢出： Out Of Memory，简称OOM，指系统已经不能再分配出你所需要的空间。 内存踩踏： 指访问了不合法的地址（访问了不属于自己的地址），如果访问的地址是其他变量的地址并进行了修改，就会破坏别人的数据，从而导致程序运行异常。常发生在buffer overflow，野指针操作，write after free等场景。 2、常见内存检测工具 在AddressSanitizer出现之前，市面上就已经存在了许多内存检测器，例如： Dr.Memory：检测未初始化的内存访问、double free、use after free 等错误 Mudflap：检测指针的解引用，静态插桩 Insure++：检测内存泄漏 Valgrind：可以检测非常多的内存错误 其中，Dr.Memory、Insure++ 和 Mudflap 虽然在运行时造成的额外损耗比较少，但是检测场景有限；Valgrind 虽然能够在许多场景的检测出错误，但是它实现了自己的一套 ISA 并在其之上运行目标程序，因此它会严重拖慢目标程序的速度。而 AddressSanitizer 在设计时就综合考虑了检测场景、速度的影响因素，结合了 Mudflap 的静态插桩、Valgrind 的多场景检测能力，故本文主要讲解AddressSanitizer。 3、什么是AddressSanitizer AddressSanitizer即地址消毒技术，简称ASan，是一个快速的内存错误检测工具。它可以用来检测内存问题，例如缓冲区溢出或对悬空指针的非法访问等。 检测类型： Use after free(dangling pointer dereference)： 释放后使用（堆上分配的空间free之后被再次使用）。 Heap buffer overflow： 堆缓冲区溢出（访问的区域在堆上, 且超过了分配的空间）。 Stack buffer overflow： 栈缓冲区溢出（访问的区域在栈上, 且超过了分配给它的空间）。 Global buffer overflow： 全局缓冲区溢出（访问的区域是全局变量, 且超过了分配给它的空间）。 Use after return： Return后使用（函数在栈上的局部变量在函数返回后被使用默认不开启）。 Use after scope： 在作用域外使用（局部变量离开作用域以后继续使用）。 Initialization order bugs： 初始化顺序错误（检查全局变量或静态变量初始化的时候有没有利用未初始化的变量，默认不开启）。 Memory leaks： 内存泄漏（未释放堆上分配的内存）。 据谷歌的工程师介绍 ，ASan 已在 chromium 项目上检测出了300多个潜在的未知bug，而且在使用 ASan 作为内存错误检测工具对程序性能损耗也是及其可观的。根据检测结果显示可能导致性能降低2倍左右，比Valgrind（官方给的数据大概是降低10-50倍）快了一个数量级。而且相比于Valgrind只能检查到堆内存的越界访问和悬空指针的访问，ASan 不仅可以检测到堆内存的越界和悬空指针的访问，还能检测到栈和全局对象的越界访问。这也是 ASan 在众多内存检测工具的比较上出类拔萃的重要原因，基本上现在 C/C++ 项目都会使用ASan来保证产品质量，尤其是大项目中更为需要。...