Guard Malloc导致应用程序行为异常

Question

我有一个iOS应用程序，我认为发生了内存破坏。因此，我在Xcode中启用了Guard Malloc、Guard Edges和Scribble，并运行它来尝试追踪问题。但是启用Guard Malloc后，事情就开始以非常奇怪的方式出错了。在某些（可预测的）情况下，视图的背景不会绘制，你可以看到它们后面的视图。如果我进行文件下载，应用程序会在下载结束时在主线程上崩溃，堆栈上除了main之外没有我的代码，并且有时在控制台中记录一些图形错误：

<Error>: CGBitmapContextInfoCreate: unable to allocate 201000 bytes for bitmap data
<Error>: CGContextSetInterpolationQuality: invalid context 0x0

这些东西中有一些（例如CGBitmapContextInfoCreate）在我的代码中没有使用。

最后记录的事情类似于：

Failed to VM allocate 262144 bytes
Explicitly trapping into debugger!!!

有没有其他人遇到过Guard Malloc导致这些错误？这可能是什么问题的根源？

- Tom Hamming

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你是在设备上进行测试吗？ - Tommy

@Tommy - 不，这是在模拟器中。据我所知，在设备上无法使用Guard Malloc。 - Tom Hamming

Answer 1

Guard Malloc通过内存管理单元（MMU）工作。 MMU允许您将某些内存部分标记为进程可以访问的，将某些区域标记为非法 - 这就是所谓的受保护内存的本质。它们通过将内存划分为单个页面来实现这一点，这些页面通常为4kb，并为每个页面分配相关权限。它们无法针对每个地址单独存储属性，因为那将需要大量的存储空间。

正常运行代码时，MMU会引发非法访问异常。这意味着某些越界访问不会引发异常，因为大多数数据都小于4kb，因此大部分数据与其他数据共享页面。即使不是您打算写入的数组或页面已被新对象重用，也可以在页面的任何位置进行写入。

因此，Guard Malloc为每个对象提供单独的页面。这会极大地增加您的内存占用量，因为它将所有对象大小舍入到页面大小。这也是导致性能下降的原因 - 任何合理的缓存算法都无法正确运行。

副作用是可用存储空间更少。假设您有一个通常占用280字节存储空间的NSString。现在它占用了整个页面。因此，您很快就会用完内存。 （编辑：根据Greg下面的评论，一旦分配了页面，Guard Malloc不允许将其返回到池中，因此您的内存占用量变成累积性的，这意味着您几乎肯定最终会耗尽内存，因为[几乎]所有对象都放在堆上，并且返回对象是正常的）

Guard Edges可能会加剧这种情况，因为它在每个分配之间放置空页面。因此，每个分配的对象都会从虚拟内存池中至少取出一个额外页面，否则它不会。如果虚拟池与物理池的大小足够接近，则可能会影响您。

CGBitmapContextInfoCreate几乎肯定由您使用的某个标准UIView的内部使用，当被要求更新其内容时。系统没有足够的内存来满足请求，而且看起来视图没有试图优雅地处理该结果。

可能唯一有意义的建议是单独尝试调试工具。

- Tommy

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我不相信守卫边缘页面会占用物理内存。它们确实会占用地址空间，反过来会消耗内核中的资源，但是一个既不可读也不可写的页面并不需要后备存储器，虚拟内存子系统足够聪明，不会给它分配任何资源。 - bbum

@bbum 你可能是对的；他们在虚拟地址空间中切割了一些空间——因此，你可以使用的 RAM 数量取决于你拥有多少 RAM 和虚拟池。做出极其安全的假设，作者拥有一个 64 位系统，与虚拟地址池相比，他们拥有的物理 RAM 很少。尽管人们会认为 MMU 当前也无法映射整个 64 位范围，因为映射的存储是有限的？ - Tommy

是的 - 内核资源可能相当少，但这也很可能是一个非常次优的状态。如果我没记错，模拟器只是使用系统的虚拟内存。消耗速度大多如你所描述，但要记住，在23位进程中，你可以使用的地址空间远远少于4GB。我想远远少于2GB。 - bbum

Guard Malloc 目前的另一个问题是它从不释放任何内存。每个应用程序在运行足够长时间后都会因为 Guard Malloc 而耗尽空间。 - Greg Parker

这可能或可能不是正在运行的代码架构的指示。尝试在为模拟器编译的可执行文件上执行“arch”。 - bbum