浅说iOS为什么会上栈溢出

简介

本文介绍了如下内容

• 栈的概念
• 为什么会发生栈溢出
• 栈溢出的几种栗子
• 怎么预防和发现栈溢出。

什么是栈？

• 从数据结构来说：栈（stack）又名堆栈，它是一种运算受限的线性表。限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表。这一端被称为栈顶，相对地，把另一端称为栈底。向一个栈插入新元素又称作进栈、入栈或压栈，它是把新元素放到栈顶元素的上面，使之成为新的栈顶元素；从一个栈删除元素又称作出栈或退栈，它是把栈顶元素删除掉，使其相邻的元素成为新的栈顶元素。

• 在计算机系统中:栈则是一个具有以上属性的动态内存区域。程序可以将数据压入栈中，也可以将数据从栈顶弹出。在i386机器中，栈顶由称为esp的寄存器进行定位。压栈的操作使得栈顶的地址减小，弹出的操作使得栈顶的地址增大。

• 栈在程序的运行中有着举足轻重的作用。最重要的是栈保存了一个函数调用时所需要的维护信息，这常常称之为堆栈帧或者活动记录。堆栈帧一般包含如下几方面的信息：

  • 临时变量：包括函数的非静态局部变量以及编译器自动生成的其他临时变量。
  • 函数的返回地址和参数

什么是栈溢出？

栈溢出就是缓冲区溢出的一种。 由于缓冲区溢出而使得有用的存储单元被改写,往往会引发不可预料的后果。程序在运行过程中，为了临时存取数据的需要，一般都要分配一些内存空间，通常称这些空间为缓冲区。如果向缓冲区中写入超过其本身长度的数据，以致于缓冲区无法容纳，就会造成缓冲区以外的存储单元被改写，这种现象就称为缓冲区溢出。缓冲区长度一般与用户自己定义的缓冲变量的类型有关。栈溢出就是缓冲区溢出的一种。

iOS/Mac栈的大小是多少？

• iOS上主线程栈空间大小为1MB
• iOS上子线程栈空间大小为512KB
• Mac OS上主线程栈大小为8MB
• 对于子线程，线程的栈大小是在线程创建的时候就创建好的，但是只有实际使用到的时候才会分配到具体内存；同时，子线程能够允许的最小栈大小为16KB，且栈的大小必须是4KB的整数倍。

哪些情况会造成栈溢出

• 栈上变量直接分配内存长度超过栈空间大小,如下

   int buf[1024*1024] = {0};

对应的崩溃日志，一般情况下遇见有Stack Guard的关键字，就标明栈溢出了

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• 间接使用操作栈上内存超限的函数，包括但不限于以下函数

void *memcpy(void *__dst, const void *__src, size_t __n);
void *memmove(void *__dst, const void *__src, size_t __len);
char *strcpy(char *__dst, const char *__src);
char *strncpy(char *__dst, const char *__src, size_t __n);

举个栗子：

void function1(char *str){
    int32_t maxsize = 100*1024*1024;
    char buffer[maxsize];
    //strcpy(buffer, str);
    memcpy(buffer, str, maxsize);
}

   char *a = malloc(1024*1024);
   function1(a);

来个崩溃日志，关键字还是Stack Guard哦。

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• 无限递归调用,见如下斐波那契数列函数递归实现

int  fibonacci(int n){
    if (n == 1) {
       return 1;
    }
    if (n == 2) {
        return 2;
    }
    return  fibonacci(n) * fibonacci(n - 1);
}

再来个崩溃日志给大家瞧瞧，不要钱哦，关键字还是Stack Guard！

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怎么避免栈溢出崩溃？

• 栈上申请内存不要超过512KB，建议超过100KB以上的内存申请，都使用堆上的内存分配方式，malloc,calloc等
• 使用操作内存读写的系统函数时，保证大内存的内存操作在堆上进行
• 避免使用递归，所有的递归都可以使用循环实现。即使不得不使用递归，也要对递归调用层次做优化和控制（感谢@老青菜提出的宝贵意见）。

参考文献

• 百度百科-栈
• 百度百科-栈溢出
• Apple Thread Management

作者：落叶情思 链接：https://juejin.cn/post/6902668468991524871