已经释放内存

Question

C 中是否有任何方法可以知道内存块之前是否已被 free() 释放？我可以做一些像...

if(isFree(pointer))
{ 
    //code here
}

Answer 1

好吧，如果您需要检查指针是否已被释放，您可能需要检查您的设计。您永远不必跟踪指针的引用计数或指针是否被释放。另外，有些指针不是动态分配的内存，所以我希望您指的是用 malloc() 调用的指针。这是我的观点，但如果你有一个可靠的设计，你应该知道你的指针指向的东西何时被使用。

我看到这个不起作用的唯一地方是在整体内核中，因为内存中的页面由于共享映射等原因需要使用计数。

在您的情况下，只需将未使用的指针设置为 NULL 并检查即可。这为您提供了一种有保证的方式来了解已分配的结构中是否有未使用的字段。一个简单的规则是，无论何时释放需要以上述方式检查的指针，只需将其设置为 NULL 并将 isFree() 替换为 if point == NULL。这样就不需要跟踪引用计数，并且您可以确定指针是否有效并且没有指向垃圾。

Answer 2

不，没有办法。

但是，您可以使用一些代码规则，如下所示：

始终始终始终使用 malloc 保护分配：

void * vp;
if((vp = malloc(SIZE))==NULL){
   /* do something dreadful here to respond to the out of mem */
   exit(-1);
}

释放指针后，将其设置为 0

free(vp); vp = (void*)0;
/* I like to put them on one line and think of them as one peration */

任何您想要的地方要使用你的“被释放”功能，只需在评论中说

if(vp == NULL)[
    /* it's been freed already */
}

更新

@Jesus即可：

我真的不能推荐这个，因为一旦你完成了这个
内存指针应该立即超出范围（或者至少在
释放它的函数的末尾）这些悬空指针
存在就是不适合我。

如果可能的话，这通常是一个很好的做法；问题是在现实生活中用 C 语言通常是不可能的。以包含双向链接行列表的文本编辑器为例。该列表非常简单：

struct line {
    struct line * prev;
    struct line * next;
    char * contents;
}

我定义一个 guarded_malloc 函数，该函数分配内存

void * guarded_malloc(size_t sz){
    return (malloc(sz)) ? : exit(-1); /* cute, eh? */
}

并使用 newLine() 创建列表节点，

struct line * newLine(){
    struct line * lp;
    lp = (struct line *) guarded_malloc(sizeof(struct line));
    lp->prev = lp->next = lp-contents = NULL ;
    return lp;
}

我在字符串 s 中添加文本到我的行

lp->contents = guarded_malloc(strlen(s)+1);
strcpy(lp->contents,s);

，不要怀疑我应该使用有界长度的形式，这只是一个例子。

现在，如何实现删除释放后超出范围的 line 内容？

Answer 3

我发现没有人能够解释为什么你想要的东西从根本上来说是不可能的。释放资源（在本例中为内存，但这同样适用于基本上任何资源）意味着将其返回到可供重用的资源池。系统可以对“地址 X 处的内存块是否已被释放？”提供合理答案的唯一方法。是为了防止该地址被重用，并为其存储一个状态标志，指示它是否已“释放”。但在本例中，它实际上并未被释放，因为它不可重用。

正如其他人所说，您试图回答这个问题的事实意味着您存在需要解决的基本设计错误。

Answer 4

一般来说，可移植地执行此操作的唯一方法是替换内存分配函数。但是，如果您只关心自己的代码，一种相当常见的技术是在 free() 后将指针设置为 NULL，因此任何后续使用都会抛出异常或段错误：

  free(pointer);
  pointer = NULL;

Answer 5

对于特定于平台的解决方案，您可能对 Win32 函数感兴趣 IsBadReadPtr（以及其他类似的）。该函数将能够（几乎）预测从特定内存块读取时是否会出现分段错误。

注意：Microsoft 已弃用 IsBadReadPtr。

然而，这在一般情况下并不能保护你，因为操作系统对 C 运行时堆管理器一无所知，并且如果调用者传入的缓冲区没有你期望的那么大，那么堆块的其余部分从操作系统的角度来看将继续可读。

除了指向的位置之外，指针没有任何信息。你能做的最好的事情就是说“我知道这个特定的编译器版本如何分配内存，所以我将取消引用内存，将指针向后移动 4 个字节，检查大小，确保它匹配......”等等。您不能以标准方式执行此操作，因为内存分配是实现定义的。更不用说他们可能根本没有动态分配它。

顺便说一句，我建议阅读 Steve McGuire 的“编写可靠的代码”。关于内存管理的优秀章节。