处理失败的内存分配

Posted 2023-02-17

【中文标题】处理失败的内存分配

【英文标题】：Handling Failed Memory Allocation

【发布时间】：2015-05-28 09:58:14

【问题描述】：

这个问题更像是一个健全的检查，而不是“请解决我的问题”。我最近继承了一些应用程序的代码，该应用程序由许多不同技能的开发人员编写了几十年。因此，试图弄清代码实际上想要做什么本身就是一项任务。

无论如何，我一次又一次地遇到这种初始化模式，其中内存是动态分配的，然后很快就检查了结果。由于这段代码在独立库和 GUI 中，以前的开发人员使用_STANDALONE 宏来检查并相应地处理错误：

double *myArray = (double *) calloc(length, sizeof(double));
if (myArray == NULL)
 
      strcat(message1, "myArray");
#ifdef _STANDALONE
      fprintf(stderr, "%s %s\n", message1, message2);
#else
      MessageBox(Window, message1, message2, MB_ICONEXCLAMATION);
#endif
      exit(EXIT_FAILURE);

注意：您可以假设 message1 和 message2 包含一个字符串“无法为变量分配内存...”，并且足够大，可以附加额外的 gubbins。

这里是健全性检查。内存分配失败的最可能原因是操作系统没有任何备用。让我们看看错误处理代码，如果我们假设没有更多的内存备用：

fprintf 可能会失败，也可能不会失败，具体取决于内部缓冲区的状态。我不知道引擎盖下的函数是什么样的，但我会假设它的内存需求很小。 我很确定调用MessageBox 会导致额外的内存分配，因为这会导致GUI 对象出现在屏幕上。因此，这肯定会失败，因此无法达到开发人员的预期。

简而言之，我建议这可以更好地处理，但正确的路径并不是那么明显。

【问题讨论】：

抛出异常，在顶层捕获并记录？或者只是调用 exit/abort。

"内存分配失败的最可能原因是操作系统没有任何备用。"不一定，而是“如果操作系统没有按要求提供足够的可用内存”。可能是length 包含一个相当大的数字，这可能导致分配失败，但fprintf / GUI 仍然可以工作。

【参考方案1】：

calloc 失败并不意味着错误处理路径也会失败。

calloc 可能失败，因为请求很荒谬。例如，如果length * sizeof (double) 溢出，calloc 应该会失败。或者，即使没有溢出，该请求甚至可能首先是不合理的内存量。在这些情况下，fprintf 或 MessageBox 可能会使用大量可用内存。

如果不知道 fprintf 和 MessageBox 的实现，您无法确定它们是否需要额外的内存分配。也许系统已经为他们保留了一些内存，以便在内存不足的情况下显示错误消息。

我不会担心 fprintf 和 MessageBox 失败。如果您的系统确实没有足够的可用内存来处理fprintf 或MessageBox，那么它可能会在很多其他方面吓坏了。面对如此极端的内存压力而终止是相当合理的。

【讨论】：

@KarolyHorvath 是的，使用会导致整数溢出的参数合法地调用calloc 肯定是荒谬的。但是有很多方法可以意外地做到这一点（例如，其中一个因素以负整数开始，其中一个因素涉及用户输入，其中一个因素只是一个未初始化的变量......）。这就是使用calloc 而不是malloc 的优势之一：因此它会失败，而不是分配小于预期的缓冲区（这可能导致缓冲区溢出）。

没有区别...两个调用都不知道请求的大小是否正确...

感谢您的回答@jamesdlin。负责任的开发人员是否可以做任何事情来检查这一点（不查看实施）或只是接受这是一种风险？如果是这样，您可以将其添加到您的答案中吗？

@KarolyHorvath 你肯定知道，如果发生整数溢出，请求的大小是无效的，calloc 失败，而不是可能允许读取/写入越界。这怎么没有区别？

@jamesdlin：我不是在谈论那个场景，而是你提到的其余部分（“但是有很多方法”）。老实说，依靠calloc 捕获潜在的溢出对我来说听起来是一种非常绝望的尝试……如果这是你的最后一道防线，你就真的有麻烦了。你应该通过大量的单元测试和清理程序来寻找这些错误......

【参考方案2】：

这里最大的问题是“长度”的典型大小。如果长度通常非常高（比如说 1MB 及以上），即使分配失败，也可以假设您仍然有足够的内存用于简单的消息框。 （检查的实际目标是防止这些非常大的分配）。

如果数组通常很小，最好不要显示任何框。 （您可以做的是预先分配所有必要的资源来显示窗口。但是不确定是否可以使用消息框。

【参考方案3】：

解决此问题的一种方法是预先分配一些永远不会使用的内存。

当你用完内存时，你free这个区域，所以希望你的错误处理程序有足够的内存来完成它的工作。