c - 释放它们后真的应该将指针设置为 `NULL` 吗？

Question

关于为什么在释放它们之后应该将指针设置为 NULL 似乎有两个论点。

Avoid crashing when double-freeing pointers.

简而言之:第二次意外调用 free()，当它设置为 NULL 时不会崩溃。

• 这几乎总是掩盖逻辑错误，因为没有理由再次调用 free()。让应用程序崩溃并能够修复它会更安全。

• 不能保证会崩溃，因为有时会在同一地址分配新内存。

• 双重释放主要发生在有两个指针指向同一个地址时。

逻辑错误也可能导致数据损坏。

Avoid reusing freed pointers

简短:如果 malloc() 在同一位置分配内存，除非已释放指针设置为 NULL

• 如果偏移量足够大 (someStruct->lastMember, theArray[ someBigNumber]).不会崩溃，而是数据损坏。

• 将指针设置为NULL 不能解决不同指针具有相同指针值的问题。

问题

这是 a post against blindly setting a pointer to NULL after freeing .

• 哪个更难调试？
• 是否有可能同时捕获两者？
• 此类错误导致数据损坏而不是崩溃的可能性有多大？

请随意扩展这个问题。

Answer 1

第二个更重要:重新使用释放的指针可能是一个微妙的错误。您的代码保持正常工作，然后无缘无故地崩溃，因为一些看似无关的代码写入内存中，而重新使用的指针恰好指向该内存。

我曾经不得不处理别人编写的一个确实错误的程序。我的直觉告诉我，许多错误与释放内存后继续使用指针的草率尝试有关；我修改了代码以在释放内存后将指针设置为 NULL，然后 bam，空指针异常开始出现。在我修复了所有空指针异常之后，代码突然变得多稳定了。

在我自己的代码中，我只调用我自己的函数，它是 free() 的包装器。它接受一个指向指针的指针，并在释放内存后将指针置空。在它调用 free 之前，它会调用 Assert(p != NULL); 所以它仍然会捕获对同一指针的两次释放尝试。

我的代码也做了其他事情，例如(仅在 DEBUG 构建中)在分配内存后立即用一个明显的值填充内存，在调用 free() 之前做同样的事情以防有指针等的副本Details here.

编辑:根据请求，这里是示例代码。

void
FreeAnything(void **pp)
{
    void *p;

    AssertWithMessage(pp != NULL, "need pointer-to-pointer, got null value");
    if (!pp)
        return;

    p = *pp;
    AssertWithMessage(p != NULL, "attempt to free a null pointer");
    if (!p)
        return;

    free(p);
    *pp = NULL;
}


// FOO is a typedef for a struct type
void
FreeInstanceOfFoo(FOO **pp)
{
    FOO *p;

    AssertWithMessage(pp != NULL, "need pointer-to-pointer, got null value");
    if (!pp)
        return;

    p = *pp;
    AssertWithMessage(p != NULL, "attempt to free a null FOO pointer");
    if (!p)
        return;

    AssertWithMessage(p->signature == FOO_SIG, "bad signature... is this really a FOO instance?");

    // free resources held by FOO instance
    if (p->storage_buffer)
        FreeAnything(&p->storage_buffer);
    if (p->other_resource)
        FreeAnything(&p->other_resource);

    // free FOO instance itself
    free(p);
    *pp = NULL;
}

评论:

在第二个函数中可以看到，我需要检查两个资源指针是否不为空，然后调用FreeAnything()。这是因为 assert() 会提示空指针。我有这个断言是为了检测双重释放的尝试，但我认为它实际上并没有为我捕获很多错误；如果您想省去断言，那么您可以省去检查并始终调用 FreeAnything()。除了断言之外，当您尝试使用 FreeAnything() 释放空指针时不会发生任何不良情况，因为它会检查指针并在它已经为空时返回。

我的实际函数名称更简洁，但我尝试为这个示例选择 self 记录的名称。此外，在我的实际代码中，我有仅调试代码，在调用 free() 之前用值 0xDC 填充缓冲区，这样如果我有一个额外的指针指向它内存(一个不会被清零的内存)很明显它指向的数据是虚假数据。我有一个宏，DEBUG_ONLY()，它在非调试构建中编译为空；和一个在结构上执行 sizeof() 的宏 FILL()。这两个同样有效:sizeof(FOO) 或 sizeof(*pfoo)。所以这是 FILL() 宏:

#define FILL(p, b) \
    (memset((p), b, sizeof(*(p)))

这是在调用之前使用 FILL() 将 0xDC 值放入的示例:

if (p->storage_buffer)
{
    DEBUG_ONLY(FILL(pfoo->storage_buffer, 0xDC);)
    FreeAnything(&p->storage_buffer);
}

使用这个的例子:

PFOO pfoo = ConstructNewInstanceOfFoo(arg0, arg1, arg2);
DoSomethingWithFooInstance(pfoo);
FreeInstanceOfFoo(&pfoo);
assert(pfoo == NULL); // FreeInstanceOfFoo() nulled the pointer so this never fires