logo标签列表

为什么这不会崩溃？

objective-cmemory-managementautorelease
9

我正在尝试将一个bug缩小到最小可重现的程度，并发现了一些奇怪的事情。

请看这段代码：

static NSString *staticString = nil;
int main (int argc, const char * argv[]) {
    NSAutoreleasePool * pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];

    if (staticString == nil) {
        staticString = [[NSArray arrayWithObjects:@"1", @"2", @"3", nil] componentsJoinedByString:@","];
    }   

    [pool drain];

    NSLog(@"static: %@", staticString);
    return 0;
}

我原本预计这段代码会崩溃。但实际上，它输出了以下信息：

2011-01-18 14:41:06.311 EmptyFoundation[61419:a0f] static: static:

然而，如果我将NSLog()更改为：
NSLog(@"static: %s", [staticString UTF8String]);

然后它确实崩溃了。

编辑 更多信息：

排空泳池后：

NSLog(@"static: %@", staticString);  //this logs "static: static: "
NSLog(@"static: %@", [staticString description]); //this crashes

显然，在字符串上调用方法就足以使其崩溃。那么，为什么直接记录字符串不会导致崩溃呢？NSLog()难道不应该调用-description方法吗？
第二个“static:”从哪里来？为什么这不会导致崩溃？
结果：
Kevin Ballard和Graham Lee都是正确的。 Graham之所以正确，是因为他意识到NSLog()没有调用-description（正如我错误地假设的那样），而Kevin几乎肯定是正确的，这是一个与复制格式字符串和va_list相关的奇怪堆栈问题。
1. NSLogging和NSString不会调用-description。 Graham很优雅地表现出了这一点，如果你跟踪执行日志记录的核心基础源代码，你会发现这是事实。任何起源于NSLog内部的回溯都表明它会调用NSLogv => _CFLogvEx => _CFStringCreateWithFormatAndArgumentsAux => _CFStringAppendFormatAndArgumentsAux。_CFStringAppendFormatAndArgumentsAux()（第5365行）是发生所有魔法的地方。你可以看到它手动查找所有的%替换。只有当替换类型为CFFormatObjectType，描述函数非空，并且替换还没有被其他类型处理时，它才会最终调用描述副本函数。由于我们已经证明了描述未被复制，因此可以合理地假设一个NSString在此之前就被处理了（在这种情况下，它可能会执行原始字节复制），从而导致……
2. 正如Kevin所推测的那样，这里发生了堆栈错误。某种方式，最初指向自动释放字符串的指针被替换为不同的对象，这个对象恰好是一个NSString。因此，它不会崩溃。奇怪的是，如果我们将静态变量的类型更改为其他类型，例如NSArray，那么-description方法就会被调用，程序就会像预期的那样崩溃。
多么真正和完全的奇怪啊。 Kevin因为对行为的根本原因最正确而得分，而Graham则因纠正我的谬误思维而受到赞扬。 我希望我能接受两个答案……
你为什么期望它崩溃？ - David Weiser
NSLog([NSString stringWithFormat:@"static: %@", staticString])确实会导致崩溃，因此这实际上是由于NSLog处理%@时的不同行为所引起的。 - Joost
Nitpicks: 我认为你在关于“Results:”和_CFStringAppendFormatAndArgumentsAux的分析是不正确的。对于每个%@，_CFStringAppendFormatAndArgumentsAux将尝试1）通过参数传递的copyDesc函数；2）__CFCopyFormattingDescription，这对于ObjC对象会尝试_copyFormattingDescription:；最后3）CFCopyDescription，这对于ObjC对象会尝试_copyDescription，反汇编显示NSObject默认调用-description。因此，99％的情况下，%@将导致调用-description。 - johne
@johne Graham 明确表明，在记录 NSString 对象时，并没有调用 -description 方法，这意味着某些地方发生了短路。我曾认为它会被调用，而这种假设导致我期望出现崩溃。 - Dave DeLong
@Dave请看一下我对@Grahams答案的评论。-description肯定会被调用，只是被NSLog()“自动地”禁止了，因为（我猜测，可能与多线程锁有关）NSLog()会阻塞（即在当前处理NSLog()时立即返回而不执行任何工作）对NSLog()的其他调用。 - johne
显示剩余3条评论
5个回答
9
我最好的猜测是，NSLog()会复制格式字符串（可能是可变副本），然后解析参数。由于你已经dealloc了staticString，所以恰好发生的是，格式字符串的副本被放置到相同的位置。这就是你描述的“static: static:”输出的原因。当然，这种行为是未定义的 - 不能保证它总是使用相同的内存位置。
另一方面，你的NSLog(@"static: %s", [staticString UTF8String])在格式字符串复制发生之前访问了staticString，这意味着它正在访问垃圾内存。
我怀疑它没有复制字符串，但很可能使用-getCString:或类似方法，以便可以在内容上使用printf样式的函数。你看到的可能是这些字符。 - user23743
@Graham 实际上，这是一个自定义的 printf() 实现。我会编辑我的问题并分享我找到的内容。 - Dave DeLong
好的，我刚刚通过NSLog()进行了步进调试，它调用了CFStringCreateWithFormatAndArgumentsAux()函数来构建一个新的CFMutableString。实际上，这让我想到它不需要复制字符串，因为它没有进行任何原地修改。换句话说，它没有在格式化字符串上执行vsprintf()操作，这是我最初预期的。 - user23743
@Graham 如果使用了-getCString:，那么得到的值将是一个C字符串，如果传递给%@，程序将会崩溃。 - Lily Ballard
@Kevin 不是的，我的意思是它可能会在_format字符串_上使用-getCString:。任何此类函数的一种可能实现是从格式字符串获取C字符串，然后对其进行sprintf样式的替换。无论如何，它并没有这样做，尽管我见过另一个NSLog()的实现方式是这样做的（或者更确切地说，它调用了-[NSString initWithFormat:locale:arguments:]，而_那个_执行了上述操作）。 - user23743
显示剩余3条评论
8

您的假设是错误的，NSLog() 不会在 NSString 实例上调用 -description 方法。我只是添加了这个分类：

@implementation NSString (GLDescription)

- (NSString *)description {
  NSLog(@"-description called on %@", self);
  return self;
}

@end

它不会引起堆栈溢出，因为它不会递归调用。不仅如此，如果我将该类别插入到您问题的代码中，我会得到以下输出：

2011-01-18 23:04:11.653 LogString[3769:a0f] -description called on 1
2011-01-18 23:04:11.656 LogString[3769:a0f] -description called on 2
2011-01-18 23:04:11.657 LogString[3769:a0f] -description called on 3
2011-01-18 23:04:11.658 LogString[3769:a0f] static: static:

所以我们得出结论，NSLog() 不会在其参数中遇到的 NSString 上调用 -description 方法。当你错误地访问已释放的 staticString 变量时，你会两次获得静态字符串，这很可能是堆栈数据的一个怪癖。
这实际上与堆栈无关。请查看我的答案，了解我对情况的最佳猜测，但简而言之，NSLog很可能会复制其格式字符串，并且复制的字符串最终位于与原始的staticString相同的内存位置。 - Lily Ballard
关于-description，对于NSString来说，它实际上可能会回退到CFCopyDescription()的行为。或者它可能会对字符串进行智能处理，很难确定。 - Lily Ballard
实际上，你需要使用类似于 fprintf(stderr,"-description called on %s\n", [self UTF8String]); 而不是 NSLog()。当已经在使用 NSLog() 时，NSLog() 似乎会自动抑制其他输出。这就是为什么预期的 -description 没有显示出来的原因。当你使用这个注释中的 fprintf() 代码时，它确实会显示出来。 - johne
1

这是一个“在free()之后使用”的案例。发生的是“未定义行为”。你的示例实际上与以下示例没有什么区别：

char *stringPtr = NULL;
stringPtr = malloc(1024); // Example code, assumes this returns non-NULL.
strcpy(stringPtr, "Zippers!");
free(stringPtr);
printf("Pants: %s\n", stringPtr);

printf这一行会发生什么？谁知道呢。从Pants: Zippers!到Pants: (...garbage...) Core Dump都有可能。

所有Objective-C特定的东西实际上都是无关紧要的——唯一重要的是你正在使用一个指向不再有效的内存的指针。你最好是扔飞镖，而不是试图解释为什么它没有崩溃并打印static: static。出于性能原因，大多数malloc实现在必须时才会“收割”free()分配的内存。我认为，这可能是你的示例没有以你期望的方式崩溃的原因。

如果你真的想看到这个特定程序崩溃，你可以做以下任一操作：

  • 将环境变量CFZombieLevel设置为17（scribble + don't free）。
  • 将环境变量NSZombieEnabled设置为YES。
  • 将环境变量DYLD_INSERT_LIBRARIES设置为/usr/lib/libgmalloc.dylib（参见man libgmalloc）。
1
我本来以为它会崩溃，因为我假设字符串上会调用“-description”方法。在Objective-C中，在已释放的对象上调用方法将导致崩溃。然而，事实证明这不是正在发生的事情：字符串通过日志记录系统进行了特殊处理。随着这种假设的消失，“未定义行为”的论点就更有道理了。 - Dave DeLong
@Dave 相信我，这与“字符串通过日志系统进行特殊处理”无关。这只是一种“相关性”，而不是“因果关系”。尝试使用此行：staticString = [NSString stringWithString:[[NSArray arrayWithObjects:@"1", @"2", @"3", nil] componentsJoinedByString:@","]];。 - johne
@Dave...这个代码“可行”：staticString = [NSString stringWithFormat:@"%@", [NSArray arrayWithObjects:@"1", @"2", @"3", nil]]; - johne
1

访问已释放的内存不一定会导致崩溃。 行为是未定义的。 你期望太多了！

1
如果我在排水池之前放置一个日志，那么它会按预期记录。当我排水时，我希望NSString被释放，但静态指针仍然保持不变。因此，尝试发送-description方法以记录它应该导致EXC_BAD_ACCESS，因为访问已释放的内存。相反，它正在记录其他内容。但是，显式调用对象上的方法会导致崩溃。 - Dave DeLong
1
只有在包含该内存的VM页面不再有效时，才会发生EXC_BAD_ACCESS错误。释放对象只是在malloc的内部跟踪中标记其空间为空闲，但VM页面的其他部分可能仍被其他内存块使用。因此，除非该页面中的所有内容都被释放并且malloc将页面返回给内核以供重用，否则访问该内存后不会导致崩溃。 - Brian Webster
1
也许这与@"static:"存储在与staticString相同的内存位置有关。 staticString将被释放，并将@"static: %@"存储在该回收的内存位置中，因此staticString指针位于"static：%@"上，因此它最终变成了static：static：。
1
@"static: %@" 存储在二进制文件的 TEXT 部分，因为它是一个常量字符串。 - Dave DeLong
网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的
可以查看英文原文，
原文链接