Hello World程序里居然有bug！

Posted 2022-03-26 turingbooks

Hello World可能是码农们最常写的计算机程序了。很多人在刚开始学习一种新的编程语言时，编写的第一个程序就是Hello World。

所以这个看上去毫无特别之处的入门程序，真的一点儿bug也没有吗？

毕竟Hello World程序只做一件事，怎么会有bug呢？

C语言中的Hello World

用C语言编写Hello World有很多不同的版本，比如维基百科里的版本、《C程序设计语言》一书里的版本，甚至还有1972年贝尔实验室成员Brian Kernighan撰写的版本。

Brian Kernighan撰写的Hello World

下面这个是ANSI C（美国国家标准学会发布的C语言标准）中的版本：

/* Hello World in C, Ansi-style */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)

  puts("Hello World!");
  return EXIT_SUCCESS;

这可以说是最严谨的Hello World版本了吧？

它使用（void）来确保main是一种新的声明方式。它使用EXIT_SUCCESS宏指令来表示成功，而不是假设计算机平台使用0。另外，它还使用了适当的头文件声明puts。这个版本试图各方面都做到万无一失。

但它还是有个bug。

C语言里怎么会有bug？

Linux有一个叫“/dev/full”的设备文件，就像它那个有名的表亲“/dev/null”一样，但是当你把数据写入“/dev/full”时，数据并不会扔掉，而是会报错。它的作用就像文件系统中的一个刚刚用完空间的文件：

$ echo "Hello World!" > /dev/full
bash: echo: write error: No space left on device
$ echo $?
1

这是一个很棒的小工具，可以用来测试程序是否正确处理I/O错误。创建没有剩余空间的实际文件系统，或实际发生故障的磁盘是很不方便的，但要求一个程序将其输出写入“/dev/full”后看看会发生什么，是很容易的。

所以让我们测试一下上述的C语言范例：

$ gcc hello.c -o hello
$ ./hello > /dev/full
$ echo $?
0

跟上面的shell中使用echo时不同，这里没有得到任何输出，退出状态值为0。这意味着hello world程序成功执行。

但是，它实际上并没有成功。我们可以用strace确认：

$ strace -etrace=write ./hello > /dev/full
write(1, "Hello World!\\n", 13)          = -1 ENOSPC (No space left on device)
+++ exited with 0 +++

操作系统报告了“No space”错误，但程序依然执行并返回了0，系统觉得代码成功了。这是个bug啊！

这个bug有多严重呢？

按理说，hello world在任何地方都不是绝对安全的。然而，它确实能打印到标准输出，标准输出可能会被重定向到另一个文件。而现实世界中的文件可能占用了全部空间。如果程序没有检测到这种错误，并通过返回代码报告错误，那么父进程就不会知道子进程失败了，即便系统期望产生的输出已经悄悄丢失了数据，但程序仍会继续运行，就像什么都没发生一样。

例如一个将yaml文件print到标准输出的程序，如果标准输出的空间用完了，输出可能会在某个任意的点被截断，尽管它可能仍然是有效的yaml。所以我们应该期望程序能够检测并报告这种情况。

某些主流语言也有bug

再来看看Python会告诉我们“bug不该悄悄传递”吗？这是Python2：

$ python2 hello.py > /dev/full
close failed in file object destructor:
sys.excepthook is missing
lost sys.stderr
$ echo $?
0

它确实向stderr打印了一条信息，尽管这条信息令人困惑，但它也返回了0，这意味着它在告诉运行它的人，它成功退出了。

幸运的是，Python3正确地报告了这个错误，而且还print了一个更赞的错误信息。

$ python3 hello.py > /dev/full
Exception ignored in: <_io.TextIOWrapper name='<stdout>' mode='w' encoding='utf-8'>
OSError: [Errno 28] No space left on device
$ echo $?
120

使用普通教程网站上的hello world程序，又尝试了另外几种语言，测试结果如下：

语言	是否有bug	测试版本
C	是	（全部）
C++	是	（全部）
Python 2	是	Python 2.7.18
Ruby	是	ruby 2.7.2p137 (2020-10-01修订版5445e04352) [x86_64-linux-gnu]
Java	是	Openjdk 11.0.11 2021-04-20
Node.js	是	V12.21.0
Haskell	是	Glorious Glasgow Haskell编译系统，版本8.8.4
Rust	否	rustc 1.59.0 (9d1b2106e 2022-02-23)
Python 3	否	Python 3.9.5
Perl	否	Perl 5，版本32，subversion 1 (v5.32.1) built for x86_64-linux-gnu-thread-multi (with 46 registered patches...)
Perl 6	否	V2020.12
Bash	否	GNU bash, version 5.1.4(1)-release (x86_64-pc-linux-gnu)
Awk	否	GNU Awk 5.1.0, API: 3.0 (GNU MPFR 4.1.0, GNU MP 6.2.1)
OCaml	否	4.08.1
Tcl	否	8.6.11
C#	否	Mono JIT 编译器版本 6.8.0.105

编译：lwy

原文链接：

https://blog.sunfishcode.online/bugs-in-hello-world/