运行个Hello Word也能出Bug？PythonJavaC++等16种语言中枪，最严重可导致文件丢失...

Posted 2022-03-23 QbitAl

博雯 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI

一句最简单的Hello World，居然也会出Bug？

倒不是这句代码还能写错，而是运行时找到了许多操作系统对异常处理的漏洞。

在向/dev/full输出结果，也就是设备空间不足、任何写入都应失败的情况下，C语言依然返回了0，成功退出：

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

Bug的最初发现者表示：这可不是一个小错误，本质上是“打印到标准输出”的任务。

发生了错误但不抛出异常，意味着即使出现数据丢失，进程依然会继续运行。

于是他一不做二不休，又测试了C++、Python、Java等热门语言，发了篇博客，很快就在论坛盖起了高楼，讨论度直接爆了：

而评论区网友一通Debug，综合整理下来，踩中这一Bug的语言，竟足足有16种之多！

Hello World的DeBug过程

最初的发现者是一名名叫sunfishcode的技术博主，他在博客里展示了C和Python两种语言的详细的deBug过程。

主要使用的是Linux系统下的一个经典的设备文件，/dev/full。

/dev/full总是在写入时返回设备无剩余空间（错误码为ENOSPC），常常用于测试程序能否正确处理I/O错误。

如果程序正常，那么就会返回错误报告：

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

而正如我们开头所示的代码，在用C语言进行输出时，hello程序却报告成功，返回了0。

用strace命令跟踪这一进程产生的系统调用可以发现，程序确实出现了故障：

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

而以“错误不该被悄悄传递”为口号的Python也着了道。

程序向stderr打印了一条消息，丢失了信息，但最后也返回了0：

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

这个Bug严重吗？现实世界任何一个程序都不会拿Hello World当作关键性安全问题，但“打印到标准输出”却是现实中确实会有的程序任务。

而这也正是Hello World这个最简单的程序的本质。

博主sunfishcode这样说：

标准输出可能意味着一个具体文件，那么如果这个文件刚好耗尽了空间，程序又因为Bug没有检测到这一错误呢？

父进程不会知道子进程失败了，只会继续运行。但期望生成的输出实际上已经丢失了数据。

当然，博主在最后也给出了没有踩雷的语言列表：

网友热议：这到底算不算Bug？

目前，博主已经针对这一Bug给出了一些解决方案，比如在C语言环境中可以采用这样的方法：

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

int main(void) 
    printf("Hello, World!\\n");

    if (fflush(stdout) != 0 || ferror(stdout) != 0) 
        return EXIT_FAILURE;
    

    return EXIT_SUCCESS;

而评论区也贡献了Java环境中的解决方案，即添加一个方法来获得底层的、未包装的OutputStream：

下方还有人补充到，Java已经引入的RuntimeIOException就可以用于I/O异常出现意外的情况：

因此我们可以引入一个新的类，比如ErrorCheckingPrintStream，并将“ ErrorCheckingPrintStream withErrorChecks ()”方法添加到PrintStream中。

而除此之外，评论区热议的一个话题就是：

这位博主所公布的问题到底算不算是一个Bug？

反对者直言作者是在标题党，还以为是发现了什么C语言标准库里的Bug，但实际上只是处理所有可能的系统调用的失败情况：

Hello World只是简单地将API调用到文本界面，对一个简单的接口进行调用，我在那里没有发现过任何Bug。

有赞同的评论在下方做了进一步的补充，他认为C语言的编写方式里本来就写明：程序不关心任何形式的错误条件。

包括printf的返回值被忽略、输出不被刷新、刷新的返回不被检查、不关心errno值等等。

所以，用户本就不应该期望给定的系统调用返回额外的errno值，而是应该用特殊方法处理特殊情况。

甚至有人表示：程序的失败不是由程序控制结构定义，而是由需求定义，Hello World程序的需求难道包括主机系统的所有错误边界吗？

也有人更赞同作者，认为Hello World不只是接口调用，实际是在要求操作系统在某处写入数据，而这正是简单的程序与现实世界相关联的地方：

这是一个严重的问题，而似乎在大多数时候，这种看似简单的功能中存在的大量复杂性都被忽略了。

还有另辟蹊径，从教育的角度来看的评论：

毕竟C语言时很多程序员的入门语言，hello.c又是其中的第一个程序，要让初学者更好地理解控制结构，块，返回值，缓冲流的，printf格式化语言等概念，所以还是把它当成一个Bug吧。

那么你又怎么看？

参考链接：
[1]https://blog.sunfishcode.online/Bugs-in-hello-world/
[2]https://news.ycombinator.com/item?id=30611367
[3]https://github.com/sunfishcode/hello-world-vs-io-errors