如何检测 C++ 中未分配内存的双重删除或删除？答案

【问题标题】：How to detect double deletes or deletes on unallocated memory in C++?如何检测 C++ 中未分配内存的双重删除或删除？
【发布时间】：2011-09-13 16:50:54
【问题描述】：

我正在编写全局删除/新操作符的调试版本，以检测内存泄漏、双重删除和未分配内存上的删除。

就“new”运算符而言，我覆盖了全局 new 运算符并使用宏传递了文件名和行号信息。重写的“new”操作符将内存地址、文件名、大小和行号信息存储在以地址为键的映射中。

我也覆盖了“删除”运算符，它从地图中删除了已删除地址的条目。现在我想将删除的内存信息存储在另一个映射中，该映射存储调用“删除”的文件名和行号信息。

但删除操作符只接受参数（要删除的对象的内存地址）。有人可以告诉如何检测代码中的双重删除吗？

【问题讨论】：

我认为有这方面的工具。
为什么不能表现得像“new”一样，即删除时，检查传入的地址，如果它已经在“deleted”映射中，那就是双重删除。问题出在哪里？
您可能还需要考虑使用模式（如 0xbaadf00d）写入已分配/解除分配的内存，以查看是否访问了已解除分配或未初始化的内存。 Visual Studio 调试堆可以做到这一点，还有更多。见stackoverflow.com/questions/127386/…
Critique my non-intrusive heap debugger的可能重复
@FredOverflow：感谢您将我指向那里，但即使在那里，程序也会检测到双重删除（甚至可能是未分配内存上的删除）。我很想知道在双重删除的内存上第一次删除是从哪里调用的。在大型代码库中，这是一个有用的信息。

标签： c++ memory memory-leaks new-operator delete-operator

【解决方案1】：

您已经在重载的new 中创建了分配的内存地址（键）和文件名、行号（值字段）的映射。

在重载删除时，只需检查所传递的地址是否存在于您创建的地图中。

如果是，您认为对delete 的调用是有效的，并从您的地图中删除该地址条目。

如果否，则认为删除调用是错误的，delete called on a pointer not allocated through your new 或 trying to call delete multiple times。

【讨论】：

严格来说，你需要保护地图不被不同线程同时访问。
@Eric：说得对，很好，虽然我相信 OP 一定已经考虑到了这一点，作为他/她的设计的一部分。
我想检查是否发生双重删除，首先删除该内存地址的文件和行号。
@Eric: 是的，我会保护读/写映射到线程安全。

【解决方案2】：

如果您需要区分双重删除和从未分配内存的删除，只需将地址映射到已分配内存的 state，而不是从映射中删除元素，只需更新state 将其标记为已经发布。每次删除中的测试将验证地址是否存在（如果不存在，则错误正在删除从未分配的地址），如果存在，则内存是否已被释放（如果已释放，则错误为双重释放）。

【讨论】：

好主意，更新一张地图比维护两张要好。但是如何检查第一次删除是从哪里调用的呢？
@nikhil kohli：您真的应该使用预打包的解决方案（考虑在 linux 中使用 valgrind）。但基本上，地图必须存储更多信息。关键仍然是地址，但内容必须存储您需要的附加信息（内存是从哪里分配的——以防它泄漏——它是从哪里释放的——检测双重删除......）

【解决方案3】：

有两个不同的问题：检测双重删除（相反删除从未分配的内存，并确定在哪里它发生的程序。首先，我的调试operator new 之前分配了警戒区并在它返回块之后（也用于检测过去的写入以解除分配结束）；我在operator delete 中将它们设置为不同的模式，并检查此模式。总有这样的机会从未分配的内存可能包含这种模式，但机会是非常非常小。确定代码中发生错误的位置更加困难。我编写了执行堆栈回溯的代码，但它非常系统依赖。（我有适用于 Sparc 上的 Solaris、Intel 上的 Linux 和 Windows。）它报告的只是十六进制的返回地址；取决于程序员使用其他工具来分析这些。 GNU binutils package有一个程序addr2line，在Linux下运行良好，但是给定一个排序的地图，手动操作并不难。

【讨论】：