为什么Java中的Z3优化会导致段错误？

Question

在我正在进行的一个Java项目中，我有一个围绕Z3的包装类。当我测试优化时，我的程序崩溃了并出现了段错误。经过一些实验，我能够找到这个最小可重现的示例，它只是创建一个上下文和优化器，并检查优化器：

import com.microsoft.z3.*;

public class Z3Test {

  public static void main(String[] args) {
    try (Context ctx = new Context()) {
      Optimize opt = ctx.mkOptimize();
      System.out.println("Check: " + opt.Check());
    }
  }
}

请注意，没有try块时程序仍会发生段错误，即：

Context ctx = new Context();
Optimize opt = ctx.mkOptimize();
System.out.println("Check: " + opt.Check());

不进行优化的解决方案，另一方面，运行良好。

try (Context ctx = new Context()) {
  Solver opt = ctx.mkSolver();
  System.out.println("Check: " + opt.check());
}

检查：可满足

我可能做错了什么？以下是一些可能相关的信息：

操作系统：

macOS 10.15.3

Java 版本：

openjdk 14 2020-03-17
OpenJDK Runtime Environment (build 14+36-1461)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 14+36-1461, mixed mode, sharing)

我在运行代码的目录中有libz3.dylib和libz3java.dylib。

来自日志文件的堆栈跟踪：

Native frames: (J=compiled Java code, A=aot compiled Java code, j=interpreted, Vv=VM code, C=native code)
C  [libz3.dylib+0x79f96]  Z3_optimize_check+0x76
C  [libz3java.dylib+0x8425]  Java_com_microsoft_z3_Native_INTERNALoptimizeCheck+0x45
j  com.microsoft.z3.Native.INTERNALoptimizeCheck(JJ)I+0
j  com.microsoft.z3.Native.optimizeCheck(JJ)I+2
j  com.microsoft.z3.Optimize.Check()Lcom/microsoft/z3/Status;+11
j  jaedmax.Main.main([Ljava/lang/String;)V+17
v  ~StubRoutines::call_stub
V  [libjvm.dylib+0x34b082]  JavaCalls::call_helper(JavaValue*, methodHandle const&, JavaCallArguments*, Thread*)+0x256
V  [libjvm.dylib+0x38f7f1]  jni_invoke_static(JNIEnv_*, JavaValue*, _jobject*, JNICallType, _jmethodID*, JNI_ArgumentPusher*, Thread*)+0x11c
V  [libjvm.dylib+0x3930d4]  jni_CallStaticVoidMethod+0x1b3
C  [libjli.dylib+0x4ac2]  JavaMain+0xab4
C  [libjli.dylib+0x6d6a]  ThreadJavaMain+0x9
C  [libsystem_pthread.dylib+0x5e65]  _pthread_start+0x94
C  [libsystem_pthread.dylib+0x183b]  thread_start+0xf

项目目录结构：

.
├── build.xml
├── lib
│   └── com.microsoft.z3-4.7.1.jar
├── libz3.dylib
├── libz3java.dylib
└── src
    └── Z3Test.java

Ant 构建文件：

<project name="Z3Test" basedir="." default="run">

  <path id="lib.path">
    <pathelement location="lib/com.microsoft.z3-4.7.1.jar"/>
  </path>

  <path id="class.path">
    <path refid="lib.path"/>
    <pathelement location="build"/>
  </path>

  <target name="clean">
    <delete dir="build"/>
    <delete>
      <fileset dir="." includes="**/*.log"/>
    </delete>
  </target>

  <target name="compile" depends="clean">
    <mkdir dir="build"/>
    <javac srcdir="src" destdir="build" classpathref="lib.path" includeantruntime="no"/>
  </target>

  <target name="run" depends="compile">
    <java classname="Z3Test" classpathref="class.path" fork="yes"/>
  </target>

</project>

- Ari Zerner

---

请发布一个完全自包含的程序（即，包括main函数等），其中包括您用于编译它的命令行标志。 - alias

我发布的代码是主方法，只是没有包含样板文件。该项目使用Ant的javac任务进行编译。 - Ari Zerner

那就是问题所在。你所认为的样板代码，实际上是别人需要重建才能帮助你，并解决你所提出的问题。此外，你所认为的“样板代码”，往往也会存在问题。请参考以下指南，了解如何发布一个良好的 Stack Overflow 问题，也称为 MVCE：https://stackoverflow.com/help/minimal-reproducible-example - alias

好的，谢谢您的反馈。已编辑并添加更多细节。 - Ari Zerner

Answer 1

看起来您的z3和/或Java安装可能存在问题。为了保持简单，我做了以下操作：

$ cat Z3Test.java
import com.microsoft.z3.*;

public class Z3Test {

  public static void main(String[] args) {
    try (Context ctx = new Context()) {
      Optimize opt = ctx.mkOptimize();
      System.out.println("Check: " + opt.Check());
    }
  }
}

然后：

$ javac -cp /usr/local/z3/build/com.microsoft.z3.jar:. Z3Test.java
$ java -Djava.library.path=/usr/local/z3/build -cp /usr/local/z3/build/com.microsoft.z3.jar:. Z3Test
Check: SATISFIABLE

所以一切都很顺利。请尝试在您的命令行中复制此操作。如果成功，问题可能出现在其他构建系统中。如果失败，请考虑从头重新安装带有Java绑定的z3。

- alias

Answer 2

搞定了！我在原始项目中遇到错误的其中一个Maven构件下载了com.microsoft.z3-4.7.1.jar作为依赖项，这与我从源代码构建的本地库不兼容。问题在最小示例中仍然存在，因为我复制了该jar文件。解决方法是摆脱该构件，并使用我从源代码构建的jar文件。

- Ari Zerner