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从C++ std::shared_ptr 原理来看看栈溢出的危害

 5 years ago
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C++ std::shared_ptr 实现原理

上周五排查了一个由于 XXX模块 操作疏忽导致栈越界引发的 我的模块 的智能指针Crash问题，因此稍微研究了一下，以作参考：

shared_ptr共享被管理对象，同一时刻可以有多个shared_ptr拥有对象的所有权，当最后一个shared_ptr对象销毁时，被管理对象自动销毁

shared_ptr 实现

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简单来说， shared_ptr 实现包含了两部分，

  • 一个指向堆上创建的对象的裸指针
  • 一个指向内部隐藏的、共享的管理对象。

第一部分没什么好说的，第二部分是需要关注的重点：

  • use_count ，当前这个堆上对象被多少对象引用了，简单来说就是引用计数。
  • weak_count ，这个管理对象被多少个智能指针共享了，简单来说就是 管理对象 的引用计数。

不同指针创建的对同一个堆上对象的智能管理，并不共享管理对象，因此存在 double free 的可能性

_shared_ptr 直接包含的裸指针是为了实现一般指针的->,*等操作，通过 __shared_count 间接包含的指针是为了管理对象的生命周期，回收相关资源。

换句话说， __shared_count 内部的 use_count 主要用来标记被管理对象的生命周期， weak_count 主要用来标记管理对象的生命周期。

问题原因

了解了原理，可以看出 std::share_ptr 本身的 _M_ptr 指向了堆上通过 new 创建的对象。但是其自身这个 _M_ptr 却会如果在不当操作上，被修改，比如栈越界操作，就会被破坏，导致产生对非法对象的访问： 

int i = 5;
NSLog(@"i address is %p", &i);

XXX::XX df = XXX::XX::buildDataFrame();
NSLog(@"sp0 address is %p", &df);

int a[1] = {1};

NSLog(@"k address is %p", a);

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    a[i] = i;
}

NSLog(@"haha");

上述这段代码就会引发问题，这里 XXX::XX 的具体内部设计使用了经典的RAII，下文再表。


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